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Kontaktloses Zündsystein für Brennkraftmaschinen Diese Erfindung
bezieht sich auf ein kontaktloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen, bei dem die
gleichen Generatorspulen eines magnetischen Wechselstromgenerators sowohl als Zündleistungsguelle
als auch als Zündsignalleistungsquelle verwendet werden und die Ausgangssignale
der Generatorspulen zur Abgabe eines Zündsignals durch zwei Signalumsetzschaltungen
mit unterschiedlichen Impedanzen umgesetzt werden.
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Die herkömmlichen kontektlosen Zündsysteme mit Kondensatorladung
und -entladung, die einen Magnetgenerator bzw.
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eine Zündlichtmaschine als Leistungsquelle sowohl zur
Kondensatoriadung
als- auch für ein Zündsignal verwenden, sind'so ausgelegt, daß die ins Positive
gehende Ausgabe einer-in der Zündlichtmaschine angeordneten Kondensatorladespule
zum Laden eines Kondensators verwendet wird und zumindest ein Teil der nachfolgend
erzeugten, ins Negative gehende Ausgabe über eine Signalums.etzschaltung an die
Torelektrode eines Thyristors zur Steuerung der gespeicherten Ladung in dem Kondensator
angelegt-wird, so daß zur Schaffung des erwünschten Zündfunkens der Thyristor eingeschaltet
und die in dem Kondensator gespeicherte Ladung in einem Entladeschaltkreis schnell
über die Zündspule entladen wird. Ein -Nachteil des Zündsystems dieser Art. liegt
darin, daß der. Bereich der entwerfbaren Zündvorverstellverläufe durch die Kurvenformen
der erzeugten.Ausgaben begrenzt ist.
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Kürzlich entstand insbesondere bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen der
für Rennzwecke oder dgl. mit hohen Drehzahlen laufenden Art ein Bedarf an einem
Zündsystem, das zur Verbesserung des Maschinenwirkungsgrades eine verhältnismäßig
schnelle'Verzögerung des Zündfunkens bei Drehzahlen nahe- der maximal verwendbaren
Drehzahl ausführen kann. Andererseits entstand bei Viertakt-Brennkraftmaschinen
ein Bedarf an einem Zündsystem, das bei Drehzahlen nahe der Leerlaufdrehzahl die
Zündzeitsteuerung schnell vorstellen kann. Es bestehtferner auch ein--Bedarf an
einem Zündsystem, das für
andere Zwecke ausgelegt ist, nämlich einem,
das so ausgelegt ist, daß bei Drehzahlen nahe-den maximal anwendbaren Drehzahlen
die Zündzeitsteuerung schnell in eine solche geändert wird, die die Leistungsabgabe
der Maschine vermindert, um die Gefahr des Betriebs der Maschine bei einer abnormal
hohen Drehzåhl abzuwenden. Falls jedoch gemäß den vorhergehenden Ausführungen die
Zündzeitsteuexung schnell verzögert wird, wenn die Maschine nicht belastet ist,
wie beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug während des Fahrens-auf der Straße über
ein Loch springt, besteht die Gefahr, daß die Maschinendrehzahl übermäßig hoch wird,
wodurch die Zündzeitsteuerung-übermäßig verzögert wird'und ein nicht mehr zufriedenstellendes
Arbeiten der Maschine verursacht wird. Ferner ist das Zündsystem mit der Vorverstellung
der Zündzeitsteuerung von Viertakt-Maschinen als Eigenschaft insofern nachteilig,
weil die Gefahr eines Betreibens der Maschine mit abnormal hohen Drehzahlen besteht.
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Zündsysteme für das Schaffen der erwünschten komplizierten Zündzeit-Vorverstelleigenschaften
sind beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung 48/44698 und der japanischen
Offenlegungsschrift 48/45721 gezeigt; bei diesen Zündsystemen wird ein Kondensatorlade-&teuerthyristor-
entsprechend dem kombinierten Ausgangs signal zweier Signalspulen eines Wechseistromgenerators
gesteuert, die unterschiedliche
Windungszahlen aufweisen und die
zur Erzeugung von Ausgangssignalen geeignet sind, welche miteinander im Gleichlauf-
oder außer Gleichlauf stehen. Ein Nachteil dieser Art von Zündsystemen besteht darin,
daß nur bestimmte positive Zündzeitvorverste 1 ungen geschaffen werden können (und
keine negativen Zündzeitvorverstellungen ausgeführt werden können), und daß ferner
die Zündzeitsteuerung in Übereinstimmung mit den erzeugten Ausgangssignalen der
Signalspulen. für sich gesteuert wird, -was die Einstellung von ii Sünd'zeitvorverstellungen
schwierig macht und die Verwendung unterschiedlicher Signalspulen erforderlich macht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontaktloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen
zu.schaffen, bei dem jede gewünschte Zündzeitvorverstellungs-Kennlinie auf einfache
Weise erzielt werden kann.
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Dabei soll erfindungsgemäß ein kontaktloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen
geschaffen werden, das einfach aufgebaut ist und bei dem sowohl eine Zünd-Leistungsquelle
als.auch eine Zündsignal-Leistungsquelle durch die gleichen Generatorspulen eines
magnetischen Wechselstromgenerators gebildet sind.
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Weiterhin soll das erfindungsgemäße kontaktlose Zündsystem für Brennkraftmaschinen
die Herstellung nicht
nur positiver Zündzeitvorverstell-Kennlinien,
sondern auch negativer Zündzeitvorverstel;l-Kennlinien ermöglichen, --wobei bei
Betrieb einer Zweitakt-Renn-Brennkraftmaschine mit h-oher Drehzahl sowohl zur Verbesseruna
der Leistungsfähigjceit der Maschine als auch zum Verhindern des Überdrehens der
Maschine die Sündzeitsteuerung schnell verzögert bzw. rückgestellt-wird.
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Die Er£indung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeis.pielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des kontaktlosen
Zündsystems.
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Fig. 2 ist ein Kurvenformdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
des in Fig. 1 gezeigten Systems.
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Fig. 3 ist ein Zündzeitsteuerungs-Kennlinien-Diagramm des in Fig.
1 gezeigten Systems.
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Fig. 4 ist ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des
kontaktlosen Zündsystems.
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Fig. 5 und 6 sind Zündzeitsteuerungs-Kennlinien-Diagramme des in
Fig. 4 gezeigten Systems.
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'Fig. 7 und 8sind -Schalthilder eines dritten bzw.
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vierten Ausführungsbeispiels des'Zündsystems.-- Fig. 9 ist ein Kurvenform-Diagramm
zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 8 gezeigten Systems.
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Fig. 10-ist ein Zündzeitsteuerungs-Kennlinien-Diagramm des in Fig.
8 gezeigten Systems.
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Fig.- - 12, 13 und 14 sind Schaltbilder eines fünften, .sechsten,
siebten bzw. achtenAusführungsbeispiels des Zündsystems.
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Fig. 15 ist ein Kurvenform-Diagramm zur Erläuterung .der Arbeitsweise
des in Fig. - 14 gezeigten Systems.
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Fig. 16 ist ein Schaltbild eines neunten Ausführungsbeispiels des
Zündsystems.
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Fig. 17 ist ein Kurvenform-Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise.
des in Fig. 16 gezeigten Systems.
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Fig. 18 ist ein Zündzeitsteuerungs-Kennlinien-Diagramm des in Fig.
16 gezeigten Systems.
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Fig. 19 ist Schaitbiid eines zehnten Ausführungsbeispicls des Zündsystems.
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Fig. 20 ist ein Kurvenform-Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise
des in Fig. 19 gezeigten Systems.
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Fig. 21 ist ein Zündzeitsteuerungs-Kennlinien-Diagramm des in Fig.
19 gezeigten Systems.
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Fig. 22 ist ein Schaltbild eines elften Ausführungsbeispiels des
Zündsystems.
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In der das erste Ausführungsbeispiel darstellenden Fig. 1 bezeichnen
die Bezugszeichen 1 und 2 die bekannten Kondensatorladewicklungen bzw. -spulen eines
Wechselstrom- -generators mit Permanentmagnet (, der nachstehend als Magnetgenerator
bezeichnet wird), wobei nämlich mit dem Bezugszeichen 1 eine Hochdrehzahl-Kondensatorladewicklung
mit einer kleinen Windungsanzahl zur Erzeugung eines großen Ausgangssignals bei
hohen Maschinendrehzahlen bezeichnet ist, während mit dem Bezugszeichen 2 eine Niederdrehzahl-Kondensator
ladewicklung mit einer großen Anz-ahl von Windungen zum Erzeugen einer großen Ausgangsspannung
bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten bezeichnetist, und wobei die Kondensatorladewicklungen
1 und 2 miteinander in Serie geschaltet sind. Mit 3 ist eine mit.
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den Kondensatorladewickiungen 1 und 2 in Reihe geschaltete Diode,
mit 4 ein Kondensator'und mit 5 eine'in Reihe mit dem Nondensator 4 geschaltete
Diode bezeichnet. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Zündspule, die eine zu der
Diode 5 parallel geschaltete Primärwicklung 6a sowie keine an eine im Zylinderkopf
einer Maschine angebrachte Zündkerze 7 angeschlossene Sekundårwicklung 6b aufweist;
8 ist ein Thyristor oder ein Halbleiterschaltelement, dessen Anode an den Kondensator
4 angeschlossen ist; 9 ist ein Transformator mit einer über eine Diode 10 zu der.Kondensatorladewicklung
2 für niedrige Drehzahl parallel geschalteten rimärwicklung 9a und einer zwischen
die Torelektrode und die Kathode des Thyristors 8 geschal'teten Sekundärwicklung
9b. - Mit 12 ist eine zwischen der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige,Drehzahl
und der Masse angeschlossene Diode und mit 11 und 13 sind zwischen der Kondensatorladewicklung
1 für hohe Drehzahl und.die Masse geschaltete Dioden bezeichnet. Ein Verbindungspunkt
zwischen den Dioden 11 und 13 ist sowohl mit einem Ende der Sekundärwicklung 9b
als auch mit der Torelektrode des Thyristors 8 verbunden. Das Bezugszeichen 14-bezeichnet
einen Transformator, der'eine-zwischen die Diode 3 und den Kondensator 4 geschaltete
Primärwicklung 14a und eine zwischen die Torelektrode und die Kathode des Thyristors
8 geschaltete Sekundärwicklung 14b aufweist; 15 und 16 sind eine Zenerdiode und
eine Diode, die in -Reihe zwischen die Sekundärwicklung 1 4b des Transformators
.14 und die Torelektrode des Thyristors 8 geschaltet sind-;
17
und 18 sind ein Temperaturkompensations-Thermistor und ein W,iderstand, die in'Reihe
zwischen die Torelektrode und die Kathode des Thyristors 8 geschaltet sind. In der
Zeichnung bezeichnen Punkte an den Transformatoren 9 und 14 ihre Anschlußseiten
positiver Polarität.
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Die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels mit dem vorstehend
beschriebenen Aufbau wird nunmehr beschieben. Bei diesem'Ausführunssbeispi.el ist
der Permanentmagnet-Wechselstromgenerator (Magnetgenerator) zweipoliger Art und
erzeugt bei jeder Maschinendrehung eine Schwingung der Wechselstrom-Ausgabe. Die
Wechselspannung wird daher nicht nur in der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahl
mit. einer relativ kleinen Anzahl von Windungen erzeugt, die für das hauptsächliche
Laden des Kondensators 4 bei hohen Maschinendrehzahlen geeignet ist, sondern auch
in der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die eine relativ große
Anzahl von Windungen aufweist und die für das hauptsächliche Laden des Kondensators
4 bei niedrigen Maschinendrehzahlen geeignet ist. Wenn sich folglich bei niedrigen
Maschinendrehzahlen in den Kondensatorladewicklungen 1 und 2 eine ins Positive gehende
Spannung zu entwickeln beginnt, wird der Kondensator 4 gemäß der Darstellung durch
eine ausgezogene Linie bei (a) in Fig. 2 durch einen Strom geladen, der von den
Kondensatorladewicklungen 1 und 2 über einen Schaltkreis fließt, der
aus
der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, der Kondensatorladewicklung
1 für hohe Drehzahlen, der Diode 3, der Primärwicklung 14a, des Transformators 14,
dem Kondensator 4, einer Parallelschaltung aus der Diode 5 und der Primärwicklung
Ga, der Masse und der Diode 12 in dieser Reihenfolge besteht. In Fig. 2 stellt.die
Abszisse den Drehwinkel des Magnetgenerators (d.h. -der Maschine) dar. Unter der
Annahme, daß die Spannung über der Sekundärwicklung. 14b unter unbelastetem Zustand
gemessen ist, entsteht die durch eine ausgezogene Linie bei (c) in Fig. 2 gezeigte
Spannung über dieser Wicklung.
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'Wenn die ins Negative gehende Spannung dieser vorgenannten unbelasteten
Spannung einen vorbestimmten Wert überschreitet, bei dem die Zenerdiode 15 leitend
wird, entsteht über der Sekundärwicklung 14b die durch eine ausgezogene Linie bei
(d) in Fig. 2 gezeigte Spannung., wodurch zwischen der Torelektrode und der Kathode
des Thyristors 8 die durch die gestrichelte Linie L bei (b) in Fig. 2 gezeigte Spannung
auftritt. Diese Spannung hat jedoch infolge einer umgekehrten bzw. gegenpoligen
Vorspannung in negativer Richtung keinen Einfluß auf die Leitfähigkeit des Thyristors
8. Wenn die erzeugte Spannung in den Kondensatorladewicklungen 1- und 2 ihre Richtung
vom Positiven zum Negativen umkehrt, wird die in der Kondensatorladewicklung'2 für
niedrige Drehzahlen erzeugte Spannung über die Primärwicklung 9a des Transformators
9 und die Diode 10 kurzgeschlossen und die Ausgangsspannung der
Sekundärwicklung
9b des Trans-formators 9 bewirkt, daß die Spannung zwischen der Torelektrode und
der Kathode des Thyristors 8 zu einer Spannung wird, die der Darstellung durch eine'ausgezogene
Linie bei (b) in Fig. 2 entspricht. Wenn die Tor-Spannung des Thyristors 8 den Trgger-Peel
des Thyristors 8 erreicht, wird dieser eingeschaltet und die an dem Kondensator
4 gespeicherte Ladung über einen Schaltkreis entladen, der aus dem Kondensator 4,
dem Thyristor 8, der Masse und der Primärwicklung 6a der Zündspule 6 besteht, was
eine Erzeugung einer Hochspannung in der Sekundärwicklung 6b der Zündspule 6 zur
Folge hät, so daß dadurch ein Zündfunke an der Zündkerze 7 verursacht wird. Die
Diode 5 dient dazu, zur Verlängerung der Zündbogendauer des Zündfunkens an der Zündkerze
7 den Strom in der Primärwicklung 6a'der Zündspule 6 weiterfließen zu lassen. Bei
Betrieb mit hoher Maschinendrehzahl wird der Kondensator 4 gemäß der Darstellung
durch die strichpunktierte Linie bei (a) in Fig. 2 hauptsächlich durch einenStrom
geladen, der von der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen über einen Schaltkreis
fließt, der aus der Xondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen, der Diode 3,
der Primärwicklung 14a, des Transformators 14, dem Kondensator 4, der Parallelschaltung
aus der Diode 5 und der Primärwicklung 6a der Zündspule 6, der Masse, der Diode
13 und der Diode 11 besteht. Während dieser Auf ladeperiode nimmt das in der Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 erzeugte
Ausgangssignal in unbelastetem
Zustand die durch die strichpunktìer.te'Linie zu Linie bei (c) in Fig. 2 dargestellte
Form an, wogegen das im belasteten-Zustand erzeugte Ausgangssignal zu einem Signal
entsprechend der Darstellung durch strichpunktierte Linie bei (d) in Fig. 2-wird.
Wenn sich die Ausgangsspannungen der Kondensatorladewicklungen 1 und 2 umkehren,
erzeugt bei Messung unter unbelastetem Zustand die Sekundärwicklung 9b die Ausgangsspannung
gemäß der Darstellung durch die strichpunktierte Linie bei (b) in Fig. 2. Ein Teil
der negativen Halbwelle der durch die strichpunktierte Linie bei (d)'in Fig. 2 gezeigten
Ausgangsspannung -der Sekundärwicklung 145 überlappt jedoch einen Teil der Ausgangsspannung
der Sekundärwi-cklung 9b, wodurch die durch die gestrichelte Linie H bei'(b) in
Fig. 2 gezeigte Ausgangsspannung schließlich der Torelektrode des Thyristors 8 zugeführt-wird,
so daß daher die Zündzeitsteuerung verzögert wird. In diesem Fall kann abhängig
von dem Zener-Spannungswert (Durchbruchspannung) der Zenerdiode 15 undder Anzahl
verwendeter Dioden 16 die Zündzeitsteuerung bei hohen Maschinendrehzahlen gemäß
der Darstellung durch die Kurven a bis e in Fig. 3 verändert werden. Beispielsweise
stellt in Fig. 3 die Kurve a die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie dar, die erzielt wird,
wenn die Zenerspannung der Zenerdiode 15 gleich 12-Volt ist und eine einzige Diode
16 verwendet wird, während die Kurven b,'c, d bzw. e die Z-ündzeitsteuerungs-Kennlinien
bei einer Zener-Spannung der Zenerdiode 15 von 6 Volt unter Verwendung von 3,2 bzw.
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1 Einheit für die Diode 16, bzw. die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie
sind, wenn die Zenerdiode 1-5 weggelassen ist und eine einzelne Diode 16 verwendet
wird. Weiterhin stellt die Kurve f die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie dar, die erhalten.
wird, wenn die Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 leerläuft.
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In der Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, das
von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dedurch abweicht, daß die Primärwicklung
9a des'Transformators 9 in Reihe mit der Primärwicklung 14a des Transformators 14
geschaltet ist, welcher die Zündzeitsteuerung bei hohen Maschinendrehzahlen steuert,
-wobei die sich'ergebende Reihenschaltung parallel zu den Kondensatorladewicklungen
1 und 2 geschaltet ist, und daß zwischen die Sekundärwicklung 14b des Transformators
14 und die Torelektrode des Thyristors 8 ein Widerstand 40 geschaltet ist. Bei diesem
zweiten Ausführungsbeispiel ist die Ausgangs spannung der Hochdrehzahl-Kondensatorladewicklung
1 mit einer relativ kleinen Anzahl von Windungen hauptsächlich an die Tranformatoren
9 und 14 so angelegt, daß im Vergleich zum ersten Ausführungsbei-.
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spiel das Ausmaß der Zündzeitpunkt-Vorverstellung bei niedrigen Maschinendrehzahlen
erhöht und das Ausmaß der Zündzeitpunkt-Verzöqerung bzw. -Späteinstell-ung bei mittleren
Maschinendrehzahlen vermindert werden kann. Da ferner gemäß der Darstellung 3(e)
in Fig. 2 die Sekundär-Ausgangsspannung des Transformators 14 r>ei dem zweiten
Ausführungsbeispiel
in der Phase hinter der Sekundär-Ausgangsspannung
des Transformators 14 bei dem ersten Ausführungs-.
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beispiel, gemäß der Darstellung 3(d) in Fig. -2 in der Phase nacheilt,
so daß der relativ frühe Anstiegseilbereich der Kurvenform zur Erzeugung eines bei
(f) in Fig.2 dargestellten Zündsignals verwendet wird und die sich ergebende Zündzeitsteuerungs-Kennlinie
sich als'diejenige bei Verminderung der Zenerspannung um die. Zenerspannung der.Diode
15 erweist, ist es möglich, die Zündzeitpunktverzögerung bz.w.'-spätstellung gemäß
der Darstellung in den Fig. 5 und 6 bei niedrigeren Maschinendrehzahlen beginnen
zu lassen. In der Fig. 5, die die ohne den Widerstand 40 des in Fig. 4 gezeigten
Ausführungsbeispiels erhaltenen Zündzeitsteuerungs-Kennlinien zeigt, stellt nämlich
die Kurve a die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie dar, die erhalten wird, wenn die Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 leerläuft, während die Kurven b, c, d, e und-f die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien
darstellen,- die erhalten werden, wenn die Zenerspannung der Zenerdiode 15 zu 30,
24, 18, 12 bzw. 6 Volt gewählt ist7, und die Kurve g die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie
darstellt, die erhalten wird, wenn die Zenerdiode 15 weggelassen und nur die Diode
16 an die Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 angeschlossen wird. In der
Fig. 6 sind die Kurven a und b die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien, wenn die Zenerspannung
der Zenerdiode 15 zu 12 bzw. 18 Volt gewählt und der Widerstand 40 nicht verwendet
wird, die Kurven a' und a
die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien, wenn
die Zenerspannung der Zenerdiode 15 gleich 12 Volt ist und der Widerstandswert des-;iderstands
40 zu 180 bzw. 470 Ohm gewählt wird, und die Kurven b' und b"'die Zündzeitsteuerungskennlinien,
wenn die Zenerspannung der Zenerdiode 15 zu 18 Volt und der Widerstandswert des
Widerstands 40 zu 180 bzw. 470 Ohm gewählt wird. Die mit gestrichelter Linie dargestellte
Kurve c in Fig. 6 ist die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie, wenn die Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 le-erläuft. Andererseits stellt bei-(e) in Fig. 2 die
ausgezogene Linie die in der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 bei niedrigen
Maschinendrehzahlen erzeugte unbelastete Ausgangs spannung, die strichpunktierte
Linie die in der Sekundärwicklung i4b des Transformators 14 bei hohen Maschinendrehzahlen
erzeugte unbelastete Spannung und die gestrichelte Linie die in einer Richtung in
der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 erzeugte Ausgangsspannung bei Last
dar, wobei bei Betrieb mit hoher Maschinendrehzahl ihre Kurvenform die gleiche Form
besitzt wie die durch die strichpunktierte Linie gezeigte unbelastete Ausgangsspannung,
weil die Ausgangss-pannung der anderen Richtung unter Last durch die Diode 16 gesperrt
ist. Bei (f) iri Fig. 2 ist die ausgezogene Linie die zwischen die Torelektrode
und die Kathode des Thyristors. 8 angelegte Spannung bei niedrigen Maschinendrehzahlen,
die strichpunktierte Linie die zwischen die Torelektrode zur e'Kathode des Thyristors
8 angelegte
Spannung bei hohenMascinendrehzahlen mit unbelasteter
bzw. leerlaufender Sekundärwicklung 14b des Transformators 14, und die gestrichelte
Linie H die -zwi'schen die Torelektrode und die Kathode des Thyristors 8 angelegte
Spannung bei hohen Maschinendrehzahlen im Falle des Anschließens der Sekundärwicklung
14b des Transformators 14,gemäß der Darstellung in Fig. 4; zusätzlich zu dieser
durch die gestrichelte Linie H dargestelYten Spannung liegt die Spannung zwischen
der Torelektrode und der Kathode des Thyristors 8, die die gleiche Kurvenform aufweist
wie die. durch die strichpunktierte Linie darge-.stellte und bei unbelasteter Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 erzeugte Spannung.
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In der Fig. 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 darin unterscheidet, daß
anstelle der Verwendung des Zündungs-Transformators 9'die Torelektrode des Thyristors
8 direkt mit der Kathode der Diode 12 verbunden ist und die'Ausgangsspannung von
der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen in der Nichtladerichtung über
die Diode 11 direkt zwischen die Torelektrode.und die Kathode des Thyristors 8 angelegt
ist. Das dritte Äusführungsbeispiel arbeitet praktisch auf die gleiche Weise wie
das erste Ausführungsbeispiel.
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Die Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Zündungssystems,
das sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel: nach Fig. 4 dadurch unterscheidet,
.daß die Polaritäten der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14,der Zenerdiode
15 und der Diode 16 umgekehrt sind und daß der Widerstand 40 weggelassen ist. Die
Arbeitsweise des vierten Ausführungsbeispiels ist die folgende: In der Kondensatorladewicklung
1. für hohe Drehzahlen, die eine relativ kleine Anzahl von Windungen besitzt und
die zum Laden;des Kondensators 4 hauptsächlich bei hohen Maschinendrehzahlen geeignet
ist, und in der Kofiden-.satorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die eine relativ
große Anzahl von Windungen aufweist und die zum Laden des Kondensators 4 hauptsächlich
bei niedrigen Maschinendrehzahlen geeignet ist, wird bei jener Umdrehung der Maschine
eine Schwingung der Wechselspannung erzeugt. Wenn sich bei Betrieb der Maschine
mit einer niedrigen Drehzahl in den Kondensatorladewicklungen-1 und 2 eine ins Positive
gehende Spannung zu entwickeln beginnt, wird der Kondensator 4 gemäß der Darstellung
durch die ausgezogene Linie bei (a) in Fig. 9 durch einen Strom geladen, der von
den Kondensatorladewicklungen 1 und 2 über einen Stromkreis fließt, welcher die
Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die Kondensatorladewicklung.1
für hohe Drehzahlen, die Diode 3, den Kondensator 4> eine Parallelschaltung aus
der Diode 5 und der Primärwicklung 6a der Zündspule 6 sowie die
Masse
enthält. Wenn die -in den Kondensatorladewicklungen 1 und 2 erzeugte.Spannung ihre
Richtung vom Positiven zum Negativen umkehrt, wird die Ausgangsspannung der Kondensatorladewicklung
2 für niedrige Drehzahlen über die Diode 11 kurzgeschlossen, die Ausgangsspannung
der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen wird jedoch über einen Schaltkreis
kurzgeschlossen, der die Kondensatorladewicklung 1 für hohc Drehz'ahlen, die Kond-ensatorladewickiung
2 2 für niedrige Drehzahlen, die Masse, die Primärwicklung 9a des Transformators
9, die Primärwicklung 14a des Transformators 14 und die Diode 10 umfaßt. Folglich
wird in der Sekundärwicklung 9b des Transformators 9 die durch die ausgezogene Linie
bei (b) in Fig. 9 gezeigte Ausgangsspannung erzeugt und dann zwischen die Torelektrode.und
die Kathode des Thyristors 8 angelegt. Wenn sich dies ereignet, wird der Thyristor
8 eingeschaltet und die in dem Kondensator 4 gespeicherte Spannung über einen Schaltkreis
entladen, der den Kondensator 4, den Thyristor 8, die Masse und die Primärwicklung
6a der Zündspule 6 enthält, so daß daher eine Hochspannung in der Sekundärwicklung
6b der Zündspule 6 erzeugt und an der Zündkerze 7 ein Zündfunken hervorgerufen wird.
Obgleich andererseits'gleichzeitig mit der Erzeugung der Ausgangsspannung in der
Sekundärwicklung 9b des Transformators 9 in der Sekundärwicklung 14b des Transformators
14 die durch die ausgezogene Linie bei (c) in-Fig. 9 gezeigte Ausgangsspannung erzeugt
wird, ist
deren Größe bei Betrieb aer Maschine mit einer niedrigen
Drehzahl klein und folglich wird die Zenerdiode 15 nicht leitend'gemacht, was zur
Folge hat, daß kein Strom über einen Schaltkreis fließt, der die Sekundärwicklung
14b des Transformators 14, die Zenerdiode 15,-die Diode 16 und die Torelektrode
und<Kathode des Thyristors 8 enthält, so daß dadurch der Thyristor 8 durch die
Ausgangsspannung der Sekundärwicklung 14b in keiner Weise beeinflußt wird. Die Ladung
des Kondensators 4 bei hohen Maschinendrehæåhlen wird durch einen Strom bewerkstelligt,.
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der von der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen über einen
Schaltkreis fließt, der. die Kondensatorladewicklung 1 für hohe' Drehzahlen, die
Diode 3, den Konden--sator 4, eine Parallelschaltung aus der Primärwicklung 6a der
Zündspule 6 und der Diode 5, die Masse und die Diode 11 enthält, so daß daher der
Kondensator 4 gemäß der Darstellung durch die strichpunktierte Linie bei (a) in
Fig. 9 geladen wird.
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Wenn die Ausgangsspannungen der Kondensatorladewicklungen 1 und 2
am Ende umkehren, würde durch die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung 9b des Transformators
9 auf die gleiche Weise wie bei niedrigen Maschinendrehzahlen die durch die strichpunktierte
Linie bei (b) in Fig. 9 gezeigte Spannung über die Torelektrode und die Kathode
des Thyristors 8 angelegt werden, wenn die Sekundärwicklung 14b des Transformators
14 leerlaufen würde..
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Da jedoch die Maschinendrehzahl ansteigt, steigt die sekundäre Ausgangsspannung
des Transformators 14 gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie bei (c)
in Fig. 9 an und wi.rd ausreichend groß, die Zenerdiode 15 leitend zu machen, so'daß
dadurch von der. Sekundärwicklung 14b ein Strom über einen'Schaltkreis zu-fließen
beginnt, der die Sekundärwicklung 14b des Transformators 14, die Zenerdiode 15,
die Diode 16, eine Parallelschaitung der Torelektrode und der Kathode des Thyristors
8 und der Sekundärwicklung 9.b des Transformators 9 und die Masse enthält.' Folglich
wird gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie bei (b) in Fig. 9 als Ergebnis
einer Kombination der Ausgangsspannung des Transformators 9 und der Ausgangsspannung
des Transformators 14 die über die Torelek£rode und die Kathode des Thyristors 8
angelegte kombinierte Eingangsspannung größer, wodurch die Zündpunktlage des Thyristors
8 vorverlegt wird, d.h., die Zündzeitsteuerung'vorverstellt wird. Auf gleiche Weise
wie bei niedrigen Maschinendrehzahlen verursacht der Leitzustand des Thyristors
8 an der Zündkerze 7 einen Zündfunken. Die sich ergebenden Zündzeitsteuerungs-Kennlinien
nehmen die in Fig. 10 gezeigte Form an.
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In der Fig. 10 ist die Kurve a die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie bei
leerlaufender Sekundärwicklung 14b des Transformators 14,.die Kurven b, c, d und
e'zeigen jeweils die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien, wenn die Zenerspannung der Zenerdiode
15 zu 12, 6, 4 bzw. 2 Volt gewählt ist,
und die Kurven f und g
stellern die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien dar, wenn die Zenerdiode 15 weggelassen
ist und stattdessen für die Diode 16 zwei- Einheiten bzw.
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eine Einheit verwendet wird. tiie der F.ig. -10 zu entnehmen ist,
kann die Zündvorverstellung abhängig von Veränderungen der Zenerdioden frei gewählt
werden.
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Die Fig. 11 stellt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Zündsystems
dar, bei dem der Transformator 9 durch eine Signalumsetzschaltung 30 mit Widerständen
31, 32, 33 und 34, einer Zenerdiode 35, einem Thyristor 36 und einem Kondensator
37 ersetzt ist. Wenn bei diesem fünften Ausführungsbeispiel in der Konden--satorladewicklung
2 für niedrige Drehzahlen eine ins Negative gehende Ausgangsspannung erzeugt wird,
fließt von der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen ein Strom über
einen Schaltkreis, der die Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die
Widerstände 34 und 33, den Kondensator 37, die Diode 10 und die Primärwickl-ung
14a des Transformators 14 enthält, so daß daher der Kondensator 37 mit der gezeigten
Polarität geladen wird. Wenn die Spannung über dem Kondensator 37 (die über die
Zenerdiode 35 angelegt wird) größer wird als ein vorbestimmter Wert, wird die Zenerdiode
35 leitend gemacht, so daß der Thyristor 36 eingeschaltet wird und die in dem Kondensator
37 gespeicherte Ladung über den Kondensator 37, den Widerstand
,33,
die ,Torelektröde und die Kathode des Thyristors 8.Und den Thyristor 36.entladen
wird, so daß daher der Thyristor 8 eingeschaltet wird. Wie vorstehend erwähnt, wird
durch den während der Ladung des Kondensators 37 über die Primärwicklung 16a fließenden
Strom in der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 eine Spannung erzeugt. Während
die Größe dieser Spannung.bei.niedrigen Maschinendrehzahlen klein ist und daher.keine
Einwirkung auf die Steuerung des Thyristors 8 hat, wird bei Betrieb der Maschine
mit einer mittleren Drehzahl die in der Sekundärwicklung 14b des Transformators
14 erzeugte Spannung größer ls die Zenerspannung der Zenerdiode 15 ,um so die Zenerdiode
15 leitend zu machen, das zur Folge hat, daß die an der Sekundärwicklung 14b erzeugte
positive Spannung an den Verbindungspunkt des Kondensators 37 mit der Kathode des
Thyristors 36 angelegt wird, und dadurch die Spannung über den Anschlüssen des Kondensators
37 um einen Betrag vermindert wird, der'dieser angelegten positiven Spannung entspricht.
Wenn dies eintritt, wird die Ladungsgeschwindigkeit des Kondensators 37 verringert,
so daß die Zündzeitsteuerung des Thyristors 8 bei der mittleren Maschinengeschwindigkeit
verzögert bzw. zurückverstellt wird.
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Die Fig. 12 stellt'ein sechstes Ausführungsbeispiel des Zündsystems
dar, bei dem die ins Negative gehende Ausgangsspannung der Kondensatorladewicklung
2 für niedrige Drehzahlen zur Erzeugung eines Ausgangssignal in der Sekundärwicklung
des Transformators 9 und die ins Negative gehende
Ausgangs spannung
der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen zu'r Erzeugung einer Ausgangs
spannung in der Sekund--rwicklung des Transformators 14 verwendet werden.
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Die Fig. 13 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel des Zündsystems,
bei dem die Kondensatorladewicklungen '1 und 2 jeweils über Dioden 3a bzw. 3b mit
dem Kondensator 4 verbunden sind. Jede der ins Negative gehenden Halbwellen der
Ausgangsspa'nnungen der Kondensatorladewicklungen 1 und 2 wird über einen Schaltkreis
mit dem Widerstand 40, der Zenerdiode 15 und der Diode 16 bzw. über die Zenerdiode
10 an die gleiche Primärwicklung 9a des Transformators 9 angelegt. Bei diesem siebten
Ausführungsbeispiel wird der Kondensator 4 durch die ins'Positive gehenden Ausgangsspannungen
der Kondensatorladewicklungen 1 und 2 über die Dioden 3a und 3b geladen. Eei niedrigen
Maschinendrehzahlen wird nur die ins Negative gehende Ausgangsspannung der Kondensatorladewicklung-
2 für niedrige Drehzahlen zur Steuerung des Thyristors 8 an den Transformator 9
angelegt, weil die Zenerdiode 15 nicht in den Leitzustand gebracht ist. Bei mittleren
Maschinendrehzahlen, wird die Zenerdiode 15 leitend, so daß dem Transformator 9
beide- ins Negative gehende Ausgangsspannungen der Kondensatorladewicklungen 1 und
2 zugeführt werden, die eine Steuerung des Thyristors'8 ergeben, wobei auf diese
Weise die.Zündzeitsteuerung vorverstellt wird.
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Die Fig. 14 stellt ein achtes Ausführungsbeispiel des Zündsystems
dar, brei dem der Transistor 14, die Diode 10 und eine Diode 19, ilie Zenerdiode
15, ein Thyristor 16a und ein Widerstand 41 ene Signalumsetzschaltung bilden; Wenn
dabei die in der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 erzeugte Spannung einen
vorbestimmten Wert für das Leitendmachen.der Zenerdiode 15' übersteigt, wird der
Thyristor 16a eingeschaltet und die Zenerdiode 15 und der Widerstand 41 werden kurzgeschlossen,
um dadurch die Zündzeitsteuerung bei hohen Maschinen drehzahlen schneller rückzuverstellen.
Die bei diesem Ausführungsbeispiel erhaltenen Zündzeitsteuerungs-Kennlinien sind
in Fig. 15 gezeigt; d.h., unter der Annahme, daß die Kurven a und b die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien
bei zu'12.bzw. 18 Volt gewählter Zenerspannung der Zenerdiode 15 und bei weggelassenern
Widerstand 40 sind, sind die Kurven a', a", b' und b die Zündzeitsteuerungs-Kennlinien,
wenn der Widerstandswert des Widerstands 40 zu 18o bzw. 470 Ohm gewählt ist. Die
gestrichelte Kurve c stellt die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie dar, wenn die Sekundärwicklung
14b des Transformators .14 leerläuft.
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Die Fig. 16 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel des Zündsystems,
das sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 darin unterscheidet, daß
über die Anschlüsse der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14
eine
Serienschaltung aus einem Widerstand 21 und einem Thyristor 20' geschaltet ist,
daß ferner zwischen die Torelektrode des Thyristors 20 und die Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 eine Serienschaltung aus einer Diode 22 und einer Zenerdiode
23 geschaltet ist und daß der Widerstand 40 weggelassen ist.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist das System gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ein Systems, das einen zweipoligen Perinanentmagnet-Wechselstromgenerator
zur Erzeugung einer Schwingung der Wechselausgangsspannunc für jeweils eine Umdrehung
der Maschine (d.h. des Generators) verwendet.
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Im Betrieb wird in der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen,
die eine relativ kleine Anzahl von Windungen besitzt und die zum Laden des Kondensators
4 hauptsächlich bei hohen Maschinendrehzahlen geeignet ist, und in der Kondensatorladewicklung
2 für niedrige Drehzahlen, die eine relativ große Anzahl von Windungen aufweist
und die zum Laden des Kondensators 4 hauptsächlich bei niedrigen Maschinendrehzahlen
geeignet ist, für jeweils eine Umdrehung der Maschine eine Schwingung der Wech'selspannung
erzeugt. Wenn sich bei Betrieb der Maschine mit einer niedrigen Drehzahl eine ins
Positive gehende Spannung in den Kondensatorladewicklungen 1 und 2 zu entwickeln
beginnt, fließt Strom von den Kondensatorladewicklungen 1 und 2- über einen Schaltkreis,
zu dem
die Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die
IRondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen, die Diode 3,'den Kondensator 4,
eine Paralleischaltung aus der Diode 5 und der Primärwicklung 6a der Zündspule 6
und die Masse zählt, wobei der Kondensator 4 gemäß der Darstellung durch die jusgezogene
Linie bei (a) in'Fig. 17 geladen wird., In Fig. 17 stellt die Abzisse den Drehwinkel
des Magnetgeneråtors, d.h. der Maschine dar. Wenn die in den Kondensatorladewic}lungen
1 und 2 erzeugten Spannungen ihre Richtung von positiv zu negativ umkehren, wird
die in der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen erzeugte Spannung durch
die Diode 11 kurzgeschlossen, während die von der Kondensatorladewicklung 1 für
hohe Drehzahlen erzeugte Ausgangsspannung über einen Schaltkreis kurzgeschlossen
wird, der die Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die Masse , die
Primärwicklung 9a des Transformators 9, die Primärwicklung 14a des Transformators
14 und die Diode 10 enthält, so daß an der Sekundärwicklung 9b des Transformators
9 eine Ausgangsspannung gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie bei (c)
in Fig. 17 erzeugt wird, die zwischen die Torelektrode und die Kathode des Thyristors
8 angelegt wird. Bei dem Lauf der Maschine mit niedriger Drehzahl ist die Ausgangsspannung
aus der Sekundärwicklung -14b des Transformators 14 gemäß der Darstellung durch
die ausgezogene Linie bei (b) in Fig. 17 klein und geringer als die Zenerspannung
der Zenerdiode 15, so daß sie daher
keine Einwirkung auf die' Zündpunktlage
hat. Wenn die Torspannung des Thyristors.8 schließlich den Triggerwert (TL) des
Thyristors 8 erreicht, schaltet dieser ein und die in dem Kondensator.4 gespeicherte
Ladung wird über einen Schaltkreis entladen, der den kondensator 4, den Thyristor
8, die Masse.und die Primärwicklung 6a der Zündspule 6 enthält, so daß daher'in
der Sekündärwicklung 6b der Zündspule 6 eine Hochspannung erzeugt wird und an der
Zündkerze 7 ein. Zündfunken verursacht wird. Bei diesem AusführungsbeiSpiel dient
die Diode 5 zum Beibehalten des Stromflusses durch die Primärwicklung 6a der Zündspule
-6 zur Verlängerung der Lichtbogendauer des Zündfunkens an der Zündkerze 7. Wenn
die Laufdrehzahl der Maschine erhöht wird, wird das Laden des Kondensators 4 gemäß
der Darstellung durch die strichpunktierte Linie bei (a) in Fig. 17 hauptsächlich
durch einen Strom bewerkstelligt, der von der Kondensatorladewicklung 1 für hohe
Drehzahlen über einen Schaltkreis aus der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen,
der Diode 3, dem Kondensator 4, einer Parallelschaltung aus der Diode 5 und der
Primärwicklung 6a, der Zündspule 6, der-Masse und der Diode 11 fließt. Wenn die
Ausgangsspannungen der Kondensatorladewicklungen 1 und 2 ihre Richtung bzw. Polarität
umkehren, wird die unbelastete Ausgangsspannung des Transformators 14 entsprechend
der Darstellung durch die strichpunktierte Linie bei (b) in Fig. 17 größer als die
Zenerspannung der Zenerdiode 15, so daß folglich von dem. Transformator 14 die durch
die
gestrichelte-Linie bei-(b) in Fig. 17 dargestellte Spannung
(d'ie-die Spannung unter Last zeigt) zwischen, die Torelektrode -und die Kathode
des Thyristors 8 angelegt. Wenn daher die Ausgangsspannungen'aus den Kondensatorladewicklungen
1.und 2 ihre Richtung umkehren während durch die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung
9b des Transformators 9 die durch die strichpunktierte Linie be (c). in Fig. 17.
gezeigte Spannung zwischen'die Torelektrode und die Kathode des Thyristors 8 angelegt
ist, wobei die Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 -(in unbelastetem Zustand)
leerläuft, wird durch die gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie bei
(b) in Fig. 17 erzeugte Ausgangsspannung des Transformators 14 der ansteigende Tell
der angelegten Spannung. gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie H bei
(c) in Fig. 17 aufgehoben, wenn die Sekundärwicklung 14b' angeschlossen ist, so
daß auf diese Weise die Zündzeitsteuerung verzögert wird.
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Wenn die Maschinendrehzahl weiterhin so ansteigt, daß die Betriebsmaschinendrehzahl
überschritten wird, wird durch die bei (b) in Fig. 17 gezeigte, ins Positive gehende
Ausgangsspannung aus der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 die Zenerdiode
23 leitend gemacht, was zur Folge hat, daß der Thyristor.20 durch den von dem Transformator
14 über einen Schaltkreis aus der Zenerdiode 23, der Diode 22 , der Torelektrode
und der Kathode
des Thyristors 20 und der masse fliegenden Strom
eingeschaltet und die in eine Richtung gerichtete Ausgangsspannung der Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 über einen Schaltkreis aus dem Widerstand 21 und dem Thyristor
20 kurzgeschlossen wird. Dieses Kurzschließen verzögert die Phase der Ausgangs spannung
aus dem Transfo'rmator 14, wobei die Ausgangsspannung des Transformators 14 in der
Gegenrichtung -gleichfalls beeinflußt wird, so daß daher die Phase dieser entgegengesetzt
gerichteten Ausgangs spannung verzögert und auch ihre Größe vermindert wird. Als
Folge davon wird durch die Ausgangsspannung des TransformADrs 14 die durch die strichpunktierte
Linie bei (c) in Fig. 17 dargestellte Signalspannung in einem verminderten Ausmaß
aufgehoben, so daß in Abhangigkeit von dem Widerstandswert des Widersta-nds 21 die
sich ergebende Zündzeitsteuerungs-Kennlinie zu der in Fig. 18 gezeigten wird. In
Fig. 18.ist beispielsweise die Kurve (e) die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie, wenn
keine schnelle Zündungsrückverstellung vorgenommen wird (wenn der Transformator
14 weggelassen wird), die Kurve (d) ist die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie mit schneller
Z ündpunktrückverstellung bzw. -spätverstellung, wenn der Transformator 14 verwendet
wird, und die Kurven (a), (b) und (c) sind die Zündzeit-'steuerungs-Kennlinien,
wenn die Steuereinrichtung für hohe Drehzahlen zum Aufheben der schnellen Zündzeitpunkt-Rückverstellung
verwendet wird und der Widerstandswert des Widerstands 21 zu einem hohen Wert (100
Ohm), einem mittleren Wert (32 Ohm) bzw. zu Null gewählt ist. Der Arbeitspunkt
p
(Umdrehungen/Minute) der Steuereinrichtung für hohe Drehzahlen kann in AlDhängigkeit
von der Ze'nerspannung der Zenerdiode 23 nach Belieben eingestellt werden.
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Die rig. 19 zeit ein zehntel Ausführungsbeispiel des Zündsystems,
das sich von dem neunten Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 darin unterscheidet, daß
die Polaritäten der Sekundärwicklung, 14b des Transformators 14,.der Zenerdiode
1'5 und der Diode 16 umgekehrt sind und die Kathode der Zenerdiode 23 an Masse angeschlossen
ist. Das zehnte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: In der Kondensatorladewicklung
1 für hohe Drehzahlen, die eine relativ kleine Anzahl von Windungen aufweist und
.die zum Laden des Kondensators 4 hauptsächlich bei hohen Maschinendrehzahlen geeignet
ist, und in der Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen, die eine relativ
große Anzahl von Windungen aufweist und die zum Laden des Kondensators 4 hauptsächlich
bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten geeignet ist, wird für jede einzelne Umdrehung
der Maschine eine Schwingung der Wechselspannung erzeugt. Wenn die Maschine bei
einer niedrigen Drehzahl betrieben wird, fließt Strom von den Kondensatorladewicklungen
1 und 2 über einen Stromkreis, der die Kondensatorladewicklung 2 für niedrige Drehzahlen,
die Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen, die Diode 3, den Kondensator
4, eine Parallelschaltung aus der Diode 5 und der Primärwicklung 6ä der Zündspule
6 und die Masse
enthält, wodurch der Kondensator 4 gemäß der Darstellung
durch die ausgezogene Linie bei (a) in Fig. 20 geladen wird. Wenn die in den b einen
beiden Ilondensatorladewicklungen 1 und 2 erzeugte 5pannung ihre Richtung von positiv
zu negativ umkehrt, wird die Ausgangsspannung der Kondensatorladewicklung 2 für
niedrige Drehzahlen durch die Diode 11-kurzgeschlossen. Andererseits wird die Ausgangsspannung
der Kondensatorladewicklung 1 für hohe Drehzahlen über einen Stromkreis kurzgeschlossen,
der die Kondensatorladewicklung.1 für hohe Drehzahlen, die Kondensatorladewicklung
2 für niedrige Drehzahlen, die Masse, die Primärwicklung 9a des Transformators 9,
die Primärwicklung 14a des Transformators 14 und die Diode 10 ent--hält, so daß
in der Sekundärwicklung 9b des Transformators 9 die durch die ausgezogene Linie
bei (b) in Fig. 20 gezeigte Ausgangsspannung erzeugt und zwischen die Torelektrode
und die Kathode des Thyristors 8 angelegt wird.
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Wenn diese angelegte Spannung größer als der Triggerpegel (Tl) des
Thyristors 8 wird, wird der Thyristor 8 eingeschaltet und die in dem Kondensator
4 gespeicherte Ladung wird über einen Schaltkreis aus dem Kondensator 4, dem Thyristor
8, der Masse und der Primärwicklung 6a der Zünd,-spule- 6 entladen, so daß daher
in der Sekundärwicklung 6b der Zündspule 6 eine Hochspannung erzeugt und an der
Zündkerze 7 ein Zündfunken hervorgerufen wird. Obgleich andererseits gleichzeitig
mit der Erzeugung der Ausgangsspannung in der Sekundärwicklung 9b des Transformators
9 die durch die ausgezogene Linie bei (c) in Fig. 20 gezeigte Ausgangsspannung
erzeugt
wird, ist deren Betrag bei niedrigen Maschinendrehzahlen gering, so daß folglich
die Zenerdiode 15 nichtleitend gemacht wird und die,Ausganysspannung des Transformators
14 keinen Einfluß auf den Thyristor 8 hat. Die Ladung des Kondensators 4 bei hohen
Maschinendrehzahlen wird hauptsächlich durch den Strom bewerkstelligt, der von der
Kondensatorladewicklung 1 für,hohe Drehzahlen über einen Schaltkreis aus der Kondensatorladewicklung
1 für hohe Drehzahlen der Diode 3, dem.Kondensator 4, der Parallelschaltung der
Diode 5'und der Primärwicklung 6a der Zundspule 6, der .Masse und der Diode 11 fließt,
wobei der Kondensator 4 gemäß der Darstellung durch die strichpunktierte Linie bei
(-a) in.Fig. 20 geladen wird Wenn die Ausgangsspannungen aus den Kondensatorlådewicklungen
1 und 2 ihre Richtung umkehren, nimmt auf gleiche Weise wie bei niedrigen Maschinendrehzahlen
die durch die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung 9b des Transformators 9 zwischen
die Tor-.
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elektrode und die Kathode des Thyristors 8 angelegte Spannung die
durch die strichpunktierte Linie bei (b) in Fig. 20 dargestellte Form an, wenn die
Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 leerläuft, wogegen gemäß der Darstellung
durch die strichpunktierte Linie bei (c) in Fig. 2b die unbelastete Sekundärausgangsspannung
des Transformators 14 ausreichend groß wird, (die sekundäre Ausgangsspannung unter
Last ist durch die gestrichelte Linie dargestellt), so daß die Zenerdiode 15, leitend
gemacht wird und von der Sekundärwicklung 14 b ein Strom über einen Stromkreis
fließt,
der die 'Sekundarwicl-.lun 1 4 b des Transformators 14, die Diode 16, die Zenerdiode
15, die Torelektrode und die Kathode des Thyristors 8 und die Masse enthält.
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Folglich besteht die zwischen die Torelektrode und die Kathode des
Thyristors 8 angelegte kombinierte Eingang spannung aus der Kombination der Ausgangsspannung
des Tränsformators 9 und der Ausyangssnannung des Transformators 14, was bei (b)
in Fig. 20 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, und die Zündzeitpunktlage
des Thyristors 8 wird vorverstellt, d.h. die Zündzeitsteuerung wird vorverstellt.
Aut gleiche Weise wie bei niedrigen Maschinendrehzahlen wird der Thyristor 8 eingeschaltet
und an der Zündkerze 7 ein'Zündfunken hervorgerufen.
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Wenn die Maschinendrehzahl weiter ansteigt, wird in Ansprechen auf
die ins Negative gehende Spannung an der Sekundärwicklung 14b des Transformators
14 die Zenerdiode 23 leitend gemacht, so daß durch den Strom, der aus der Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 über einen Stromkreis 4, der die Masse, die Zenerdiode
23, die Diode 22 und die Torelektrode,sowie die Kathode des Thyristors 20 enthält,
der Thyristor 20 eingeschaltet wird und die ins Negative gehende Ausgangsspannung
von der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 über den Widerstand 21, und den
Thyristor 20 kurzgeschlossen wird. Dieses Kurzschließen verzögert die Phase der
ins Negative gehenden Ausgangsspannung des Transformators 14, so daß daher auch
die
ins Positive gehende Ausgangs spannung des Transformators 14 in ihrer Phase verzögert
und in ihren Betrag vermindert wird. Folglich wird die in der Phase vorverstellte
und durch die gestrichelte Linie bei (b) in Fig.' 20 gezeigte Ziindungsvorverstell-Signalspannung
vermindert, wobei- die sich ergebinde Zündzeitsteuerungs-Kennlinie die in Fig. 21
gezeigte Form annimmt. In Fig. 21 ist beispielsweise die Kurve -la) die Zündzeitsteuerungs-Rennlinie,
wenn der Transformator 14 weggelassen wird, die Kurve (b) ist die Zündzeitsteuerungs-Rennlinie,
wenn der Transformator 14 verwendet wird, und die Kurve (c) ist die Zündzeitsteuerungs-Trennlinie,
wenn die unterdrückende Steuereinrichtung für hohe Drehzahlen verwendet wird. Desweiteren
kann der Winkelpunkt p in Abhängigkeit von der Zenerspannung der Zenerdiode 23 nach
N»Junsch eingestellt werden.
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Während bei.dem vorstehend beschriebenen neunten und zehnten Ausführungsbeispiel
lediglich eine einzige Steuereinrichtung für Hochgeschwindigkeit in einer der Signalumsetzschaltungen
verwendet wird, ist es selbstverständlich möglich, komplexere Zündzeitsteuerungs-Kennlinien
dadurch zu schaffen, daß derartige Steuereinrichtungen für hohe Drehzahlen in jeder
der Signalumsetzschaltungen vorgesehen werden oder daß zwei oder mehr Steuereinrichtungen
für hohe Drehzahlen verwendet werden, die-bei unterschiedlichen Maschinendrehzahlen
betätigbar sind.
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Während ferner bei dem vorstehend beschriebenen neunten und zehnten
Austührungsbeisniel die ins Negative gehende Ausgangsspannung der in der Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 erzeugten Ausgangsspannung, die nicht zur Steuerung für
das Schalten des Thyristors 8 verwendet wird, über.'den Widerstand 21 und den Thyristor
20 kurzgeschlossen wird , die in der Steuereinrichtung für hohe Drehzahlen enthalten
sind, kann der ins Positive gehende Teil der Ausgangsspannung aus der SekundArwicklung
14b des Transformators 14, der nicht zur Steuerung des Schaltens des Thyristors
8 verwendet wird, ueber den Widerstand 21 und den Thyristor 20 kurzgeschlossen werden,
die in der Steuereinrichtung für hohe Drehzahlen enthalten sind.
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Während ferner bei den vorstehend beschriebenen neunten und zehnten
Ausführungsbeispiel die Zenerdiode 23 in der Steuereinrichtung. für hohe Geschwindigkeiten
bei den ins Negative gehenden Teil der Ausgangsspannung aus der Sekundärwicklung
14b des Transformators 14 erfaßt, der nicht zur Steuerung des Schaltens des Thyristors
8 verwendet wird, kann durch die Zenerdiode 23 in der Steuereinrichtung für hohe
Drehaahlen der ins Positive gehende Teil der Ausgangs spannung aus der Sekundärwicklung
1-4b des Transformators14, der zur Steuerung des Schaltens des Thyristors 8 verwendet
wird, oder-alternativ die ins Positive oder Negative gehende
Ausgangsspannung
der Konde'nsatorladewicklungen 1 und 2 ermittelt werden.
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Die Fig. 22 stellt elftes Ausfuhrungsbeispiel des Zündsystems dar,
bei dem-eine deneratorwicklung 1 eines Magnetgenerators auch als Primäre wicklung
einer Zündspule 6 verwendet wird, eine'Serienschaltung mit einer Diode 3, Primärwicklungen
14a und 9a von Transformatoren 14 und 9 und einem Halbleiterschaltelement bildenden
Transistor 8a über die Anschlüsse der Generatorwicklung 1 geschaltet ist, dieKathode
der Diode 3 über einen Widerstand 41 und einen Thyristor 8 mit Masse verbunden ist,
die Anode des Thyristors 8 über.
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eine'Diode 43 an die Basis des Transistors 8a angeschlossen ist, eine'Parallelschaltung
mit der Sekundärwicklung gb des Transformators 9, einem Widerstand 42 und einer
Diode 13 zwischen die Torelektrode und die Kathode des Thyristors 8 geschaltet ist,
sowie eine Serienschaltung' mit einem Widerstand 40, einer Diode 16, einer Zenerdiode
15 und einer Sekundärwicklung 14b des Transformators 14 zwischen die Torelektrode
und die Kathode des Thyristors 8 geschaltet ist. Wenn bei diesem elften Ausführungsbeispiel
eine ins Positive gehende.Spannùng in der Generatorwicklung 1 erzeugt wird-, fließt
dem Transistor 8a von.
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der Generatorwicklu.ng i ein Basis Strom über einen Stromkreis zu,
der'die Generatorwicklung 1, die Diode 3 und den Widerstand 41, die Diode 43, die
Basis und den Emitter des Transistors 8a und die Masse enthält, so daß der
Transistor
8a eingeschaltet wird. Dies bewirkt den Stromfluß von der Generatorwicklung 1 über
einen Stromkreis mit der'Diode 3,der Primärwicklung 14a des Transformators 14, der
Primärwicklung 9a des Transformators 9, dem Kollektor und dem Emitterdes Transistors
8a und der Masse. Die dann in der Sekundärwicklung 9b des Transformators 9 erzeugte
Ausgangs spannung wird derart zwischen die Torelektrode'und die Kathode des Thyristors
8 angelegt, daß der Thyristor 8 eingeschaltet wird und die Basis-Emitter-Teilstrecke
des Transistors 8a kurzgeschlossen'wird, wenn diese angelegte Spannung den -Triggerpegeldes
Thyristors 8 überschreitet Wenn dies eintritt, wird der Transistor 8a abgeschaltet
und der in der Generatorwicklung 1 fließende Strom plötzlich unterbrochen, so daß
daher eine-Hochspannung in der Sekundärwicklung Gb der Zündspule 6 erzeugt wird,
deren Primärwicklung durch die Generatorwicklung 1 gebildet ist, und daher an der
Zündkerze 7 ein Zündfunken hervorgerufen wird. Obgleich' in diesem Fall auch in
der Sekundärwicklung 14b des Transformators 14, der in den geschlossenen Stromkreis
der.Generatorwicklung.1' eingefügt ist, eine Ausgangsspannung erzeugt wird, ist
die in der Sekundärwicklung 14b erzeugte Ausgangsspannung - bei niedrigen Maschinendrehzahlen
gering und die Zenerdiode 15 wird nicht leitend gemacht. Als Ergebnis wird der Thyristor
8 nur durch die in der Sekundärwicklung 9b des Transformators 9 erzeugte Ausgangs
spannung gesteuert und folglich wird die Zündzeitsteuerungs-Kennlinie in Übereinstimmung
mit der Maschinendrehzahl
oder den Umdrehungen je Minute fortschreitend
vorverstelltw Wenn die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten-Wert- übersteigt, so
daß die in.der Sekundär-.
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wicklung 14b des-Transformators 14 erzeugte Ausgangsspannung größer
als die Zenerspannung der Zenerdiode 15 wird, wird die Zenerdiode 15 leitend gemacht
und, die in der Sekundärwicklung 14b des Transformators 74 erzeugte Ausgangs-spannung
in entgegengesetzte Richtung bzw. Polarität zu der Sekundärwicklung 9 b des Transformators
9 angelegt, um so die in der Sekundärwicklung 9b erzeugte Ausgangsspannung aufzuheben.
Folglich wird die Zündungszeitsteuerung des Thyristors 8 verzögert und die Zündungszeit-Kennlinie
in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl fortschreitend verzögert bzw. rückverstellt.
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Während bei den in den Fig. 4, 8, 14, 16, 19 und 22 dargestellten
Aus führungsbeispielen die Primärwicklungen 9a und 14a der Transformatoren 9 und
14 miteinander in Reihe geschaltet sind, können diese Primärwicklungen 9a und 14a
zueinander entweder über eine Diode oder ohne Verwendung einer Diode parallel geschaltet
sein.
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Wenn ferner bei den in den Fig. 1, 4, 8, 12 , 13, 14, 16-, 19 und
22 dargestellten Ausführungsbeispielen die Diode 13 zwischen der Torelektrode und
der Kathode des Thyristors 8 in gegenparallelen Anschluß zu diesen vorgesehen ist,
kann
die Diode 13 weggelassen werden, wenn eine Diode in Reihe mit der Torschalsu.ng,des
Thyristors 8 eingefügt wird oder wenn die Torelektrode und die Kathode des Thyristors
8 eine beträchtlich hohe Sp,errspannuny aushalten können Während weiterhin bei den-vorstehend
beschriebenen Aus.führungsbeispielen die Zenerdiode 15 hauptsächlich zum Verändern
der Impedanz der einen Signalumsetzschaltung relativ zu der-jenigen der anderen
Signalumsetzschaltung- verwendet wird, kann irgendein anderes ,HaLbleiterelement
wie beispielsweise ein Diac oder ein Varistor anstelle der Zenerdiode 15 oder alternativ
ein anderes Element wie beispielsweise eine Spule, ein Kondensator oder ein Widerstand
zur Veränderung der Impedanz der Signalumsetzschaltung verwendet werden.
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Mit der Erfindung ist ein kontaktloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen
geschaffen, bei dem ein Kondensator durch die Abgabe aus den Generatorwicklungen
eines von der Maschine- angetriebenen Magnet-Wechselstromgenerators geladen wird,
die Abgabe der Generatorwicklungen über einen Transformator an die Torelektrode
eines Thyristors zu dessen Einschalten angelegt wird, die in den Kondensator gespeicherte
Ladung im Ansprechen auf den Leitzustand des Thyristors über die Primärwicklung
einer Zündspule zur Erzeugung einer'Hochspannung in der Sekundärwicklung der Zündspule
und zum Hervorrufen
eines gewünschten Ziindfunk'ens an der Zündkerze
plötzlich entladen wird, und bei dRm die Abgabe der Generatorwicklungen über einen
zweiten Transformator und eine Zenerdiode derartan die Torelektrode des Thyristors
angelegt wird, daß, wenn die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Wert übersteigt,
die Ausgangsspannung des zweiten Transformators größer als die Zenerspannung -der
Zenerdiode wird und die Tor spannung des Thyristors in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannung
des zweiten Transformators verändert wird, um so die Zündzeitsteuerung des Thyristors
vor- oder zurückzustellen und dadurch dieerwünschte Zündzeitsteuerungs-Kennlinie
zu erhalten.