DE2621284A1

DE2621284A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern des zuendzeitpunkts in einer mit mehreren zuendkerzen pro zylinder bestueckten brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2621284A1
Application number: DE19762621284
Authority: DE
Inventors: Shigeo Muranaka; Kokichi Ochiai; Makio Waku
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1545625A; CA1080792A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL-ING

2621284 H. KlNKELDEY

OH-ING

W. STOCKMAIR

DA-ING. · AeE (CAITECM

K. SCHUMANN

on RSi iM*r. ■ oft-PHya P. H. JAKOB

DIPU-INQ

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXIMIUANSTRASSe 43

P 10 44-5 13. Mai 1976

Motor Company, Limited
No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern
des Zündzeitpunkts in einer mit mehreren
Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf
eino Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts einer
mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine .

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(Ο8β> 232362 TEUHX OB-293SO TELEaRAMME MONAPAT TELEKOPIEREf!

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Brennkraftmaschine jeweils mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder zu bestükken, so daß eine Anzahl von Zündflammen erzeugt werden, welche sich vom Umfang der Verbrennungskammer in Richtung auf deren Mitte fortpflanzen. Die Entfernung, über welche sich die Zündflammen fortpflanzen müssen, ist dabei kleiner als bei mit jeweils einer Zündkerze pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschinen, so daß eine schnellere Verbrennung des Luft-Brennstoffgemischs in der Verbrennungskammer erzielbar ist. Dies ermöglicht eine Steigerung der Abgasrückführung bis zu einem Anteil von 4-0% ohne Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens der Maschine. Damit ist eine beträchtliche Verringerung der Konzentration von Stickoxiden in den Abgasen der Maschine erzielbar. In bekannten, mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschinen zünden die Zündkerzen gewöhnlich zum gleichen Zündzeitpunkt. Da sich jedoch die VerbrennungsVerhältnisse in der Verbrennungskammer in Abhängigkeit vom Zustand des zugeführten Luft-Brennstoffgemischs sowie von anderen Betriebsbedingungen der Maschine ändern, erscheint es wünschenswert, daß die Zündkerzen in Abhängigkeit davon zu verschiedenen Zeiten zünden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts einer mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine zu schaffen, welches bzw. welche das Zünden der Zündkerzen jeweils eines Zylinders zu verschiedenen Zeitpunkten ermöglicht, so daß eine optimale Fortpflanzung der Zündflammen in der Brennkammer erzielbar ist, wodurch eine Steigerung der Abgasrückführung und damit eine Verringerung der Konzentration von Stickoxiden in den Abgasen der Maschine möglich wird.

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Bei einem Verfahren der genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Abhängigkeit
von der Strömung eines Luft-Brennstoffgemischs in einer Verbrennungskammer während der Ansaug- und Kompressionshübe der Brennkraftmschine Zündsignale zu verschiedenen Zeitpunkten und mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung erzeugt werden und daß mehrere jeweils einer Verbrennungskammer zugeordnete Zündkerzen mit der vorbestimmten Phasenverschiebung nacheinander mit den Zündsignalen angesteuert werden.

Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Phasensteuereinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Signalgenerator, welche parallel miteinander mit den mehreren Zündkerzen verbunden sind und Einrichtungen zum Erzeugen von Zündsignalen zu verschiedenen Zeitpunkten und mit
vorbestimmter Phasenverschiebung aufweisen, wodurch die mehreren Zündkerzen zu für eine schnelle Verbrennung
des Luft-Brennstoffgemischs in jeder Verbrennungskammer optimalen Zündzeitpunkten ansteuerbar sind.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematisierte Querschnittansicht einer

mit mehreren Zündkerzen bestückten Verbrennungskammer eines Zylinders einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 öine Längsschnittansicht des in Pig.A gezeigten Zylinders,

Fig. 3 Ein Blockschaltbild einer elektrischen Anlage

für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ,

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Fig. 4- ein Blockschaltbild einer elektrischen Anlage in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Steuerung des Zündzeitpunkts,

Fig. 6A und 6B schematisierte Ansichten einer Phasensteuereinrichtung in der Vorrichtung nach Fig. 5j

Fig. 7 eine schematisierte Schnittansicht einer anderen in der Vorrichtung nach Fig. 5 verwendbaren Phasensteuereinrichtung ,

Fig. 8 A bis 8E schematisierte Darstellungen einer weiteren in der Vorrichtung nach Fig. 5 verwendbaren Phasensteuereinrichtung,

Fig. 9A und 9B schematisierte Ansichten noch einer anderen in der Vorrichtung nach Fig. 5 verwendbaren Phasensteuereinrichtung und

Fig. 1OA und 1OB schematisierte Darstellungen noch.einer weiteren in der Anordnung nach Fig. 5 verwendbaren Phasensteuereinrichtung.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinder einer mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine. Der Zylinder 10 und ein darauf befestigter Zylinderkopf 12 begrenzen zusammen eine Verbrennungskammer 14-mit einem Einlaß 16 und einem Auslaß 18. Der Zylinderkopf 12 trägt zwei auf die Mitte der Verbrennungskammer 14-ausgerichtete Zündkerzen 20, 22. Ein zusammen mit einer gewissen Menge zurückgeführter Abgase über den Einlaß 16 angesaugtes Luft-Brennstoffgemisch durchströmt die Verbrennungskammer in kreisender Bewegung, xd.e in Fig. 1 und 2 durch Pfeile angedeutet. Dabei hat das Gemisch

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im Bereich der ersten Zündkerze 20 eine relativ niedrige und im Bereich der zweiten Zündkerze 22 durch Erwärmung an der Zylinderwand eine höhere Temperatur. Wegen dieser Temperaturunterschiede ist der Vergasungsgrad des Luft-Brennstoff gemische nicht gleichförmig, so daß die optimalen Zündseitpunkte für die beiden Kerzen 20 und 22 voneinander abweichen. Zünden daher die beiden Kerzen 20 und 22 zum gleichen Zeitpunkt, so ist eine optimale Verbrennung nicht erzielbar, wodurch das Betriebsverhalten der Maschine beeinträchtigt werden kann.

Die Erfindung schafft ein neuartiges Verfahren für die Steuerung des Zündzeitpunkts einer mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine. Gemäß einem wesentlichen lierkmal der Erfindung wird der Zündzeitpunkt so gesteuert, daß die Zündkerzen jeweils eines Zylinders mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zünden, um damit eine bessere Verbrennung des Luft-Breruistoffgemischs in der Verbrennungskammer zu erzielen. Dadurch verkürzt sich die Verbrennungsdauer aufgrund einer höheren Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Zündflammen, selbst wenn das angesaugte Luft-Brennstoffgemisch einen relativ hohen Anteil an zurückgeführten Abgasen enthält. Dies ermöglicht eine beträchtliche Verringerung der Konzentration von Stickoxiden in den Abgasen ohne Beeinträchtigung der Leistung oder des BetriebsVerhaltens der Brennkraftmaschine.

Zur Erzielung einer solchen Wirkung sieht die Erfindung vor, daß die Phasenverschiebung der Zündzeitpunkte für die einzelnen Zündkerzen in Abhängigkeit vom Zustand und Verhalten des Luft-Brennstoffgemischs in der Verbrennungskammer empirisch ermittelt wird. Da die Temperaturverteilung in dem Luft-Brennstoffgemisch einen wesentlichen Einfluß auf die Bestimmung des Zündzeitpunkts für die einzelnen Zündkerzen hat, können die Zündzeitpunkte

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bestimmt werden, indem die Strömung des Luft-Brennstoffgemischs in der Verbrennungskammer während der Ansaug- und Eoapressionshübe sowie die Temperaturverteilung des Luffc-Brennstoffgemischs im Bereich der einzelnen Zündkerzen gemessen werden. Da das Luft-Brennstoffgemisch im Bereich der ersten Zündkerze 20 gewöhnlich eine niedrigere Temperatur hat als im Bereich der zweiten Kerze 22, zündet die erste Kerze 20 vorzugsweise früher als die zweite Kerze 22, so daß sich die Zündflamme im Bereich der ersten Kerze 20 im gleichen Maße fortpflanzt wie im Bereich der zweiten Kerze 22, was zu einer Verkürzung der Verbrennungsdauer insgesamt führt.

Wegen der vorstehend erwähnten Abhängigkeit der optimalen Phasenverschiebung der Zündzeitpunkte von der Strömung des Luft-Brennstoffgemischs in der Verbrennungskammer während des Ansaughubs, von der Durchwirbelung des Gemische während des Kompressionshubs sowie von anderen Faktoren ist es schwierig, sie anhand von nur einigen !Faktoren theoretisch zu bestimmen. Sie wird deshalb vorzugsweise in Abhängigkeit von den Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine experimentell festgelegt. Bei einer Brennlcraftmaschine der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art ergab sich im Versuch eine beträchtliche Verkürzung der Verbrennungsdauer bei einer Phasenverschiebung der Zündzeitpunkte für die beiden Kerzen 20 und 22 um einen Kurbelwellenwinkel von 0 bis 15 ·

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Zündanlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Hagnet-Signalgenerator. 24·. Dieser hat eine mit einem (nicht gezeigten) Zündverteiler verbundene Welle 26 und einen auf dieser befestigten Läufer 28 mit einer der der Zylinder einer Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von Erhebungen entlang seinen äußeren Umfang. Ein den Läufer 28 umgebendes Gehäuse 30 enthält einen

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Signalgeber 32 mit einer einwärts hervorstehenden Käse 32a für die Erzeugung eines Zündsignals bei der Annäherung jeweils einer Erhebung des Läufers 28.

Der Signalgeber 32 ist elektrisch mit einem Verstärker verbunden. Dieser enthält eine Anzahl von Transistoren und verstärkt das Zündsignal derart, daß die Kerzen 20 und 22 das in der Verbrennungskammer vorhandene Luft-Brennstoffgemisch sicher zünden.

Am Ausgang des Verstärkers 34· sind zwei Zündspulen 36, 38 parallel zueinander angeschlossen. Die vom Verstärker 34- abgegebene Spannung wird direkt an die Zündspule 36 für die erste Kerze 20 gelegt, während sie an die Zündspule 38 für die zweite Kerze 22 über ein Verzögerungsglied 40 gelegt wird, so daß der Zündzeitpunkt der zweiten Kerze 22 eine gewisse Verzögerung gegenüber dem der ersten Kerze 20 hat. Zwischen den Zündzeitpunkten der beiden Kerzen 20 und 22 tritt also eine durch das Verzögerungsglied 40 bewirkte Phasenverschiebung ein.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer elektrischen Zündanlage, in welcher die entsprechenden Teile mit den in Fig. 3 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Signalgenerator 24 enthält hier einen zweiten Signalgeber 32', welcher in einem der gewünschten Phasen verschiebung der Zündzeitpunkte entsprechenden Winkel versetzt gegenüber dem ersten Signalgenerator 32 ange-^ ordnet ist. Die beiden mit der gewünschten Phasenverschiebung von den Signalgeneratoren 32 und 32' erzeugten Zündsignale werden über jeweils einen Verstärker bzw. 34' den zugeordneten Zündspulen 36 bzw. 38 zugeführt, so daß die beiden Kerzen 20, 22 mit der vorbestimmten Phasenverschiebung zünden.

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Somit sünden also mehrere in einem Zylinder vorhandene Zündkerzen gemäß der Erfindung mit einer gewissen Phasenverschiebung, so daß das in verschiedenen Bereichen
der Verbrennungskammer vorhandene Luft-Brennstoffgemisch jeweils zum günstigsten Zeitpunkt gezündet wird. Die dadurch erzielte schnellere Verbrennung ermöglicht die Rückführung von größeren Abgasmengen zur Verringerung der Konsentration von Stickoxiden in den Abgasen.

Fig. 5 zeigt in schematisierter Darstellung eine mechanische Vorrichtung für die Steuerung des Zündzeitpunkts. Diese hat einen ersten und einen zweiten Signalgenerator 50 bzxtf. 52 jeweils mit einem Unterbrecherhebel, einem Unterbrechernocken und Unterbrecherkontakten. Die beiden Signalgeneratoren 50 und 52 sind so angeordnet, daß
sie Zündsignale mit einer gewissen Phasenverschiebung erzeugen. Die Zündsignale werden über erste und zweite Zündspulen 5^- bzitf. 56 einem ersten bzxtf. einem zweiten Zündverteiler 53 bzw. 60 zugeführt. Der erste Verteiler ist mit in Zylindern 6^a, 64-b, 64-c und 64-d sitzenden ersten Zündkerzen 62a, 62b, 62c bzw. 62d und der zweite Verteiler 60 mit in den entsprechenden Zylindern sitzenden zweiten Zündkerzen 66a, 66b, 66c bzw. 66d verbunden. Die mit einer vorbestimmbaren Phasenverschiebung von den Signalgeneratoren 50, 52 erzeugten
Zündsignale werden über die Zündspulen 5^ bzw. 56 und die Zündverteiler 58 bzw. 60 den ersten., bzw. zweiten Zündkerzen zugeleitet, so daß diese jeweils zu dem für die optimale Verbrennung des.Luft-Brennstoffgemischs günstigsten Zeitpunkt zünden. Die Zündspulen und -kerzen sind in bekannter Weise ausgeführt und deshalb nidt im einzelnen beschrieben.

Fig. 6A und 6B zeigen eine in der Zündungsanlage nach Fig. 5 verwendbare Phasensteuereinrichtung. Diese hat ein den ersten und den zweiten Signalgenerator 50 bzw.

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52 umgebendes Gehäuse 70 und arbeitet zusammen mit einer mit dem Ansaug—Unterdruck der Brennkraftmaschine gespeisten Unterdruck-Zündverstelleinrichtung zum Erzeugen von Zündsignalen mit vorbestimmbarer Phasenverschiebung zu verschiedenen Zündzeitpunkten in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugleitung. Der erste Signalgeneratot 50 hat einen Unterbrecherhebel 50a und ein Paar Unterbrecherkontakte 50b und ist auf einer ersten verdrehbaren Unterbrecherplatte 72 angeordnet. Diese ist in Fig. 6A durch eine Zugfeder 74- im Gegenzeigersinn belastet. Der zweite Signalgenerator 52 hat ebenfalls einen Unterbrecherhebel 52a und ein Paar Unterbrecherkontakte 52b und ist auf einer zweiten verdrehbaren Unterbrecherplatte 76 angeordnet. Diese ist durch eine an der ersten Unterbrecherplatte 72 verankerte Zugfeder 78 im Gegenzeigersinn belastet. Wie man in Fig. 6B erkennt, ist die zweite Unterbrecherplatte 76 Überkopf oberhalb der ersten angeordnet. Dazwischen ist ein Unterbrechernocken 80 drehbar gelagert. Die zweite Unterbrecherplatte 76 ist über eine Zugstange 82 mit einer Zündverstelleinrichtung 86 verbunden. Diese hat ein Gehäuse 86a, welches durch eine flexible Membrane 86b in eine Unterdruckkammer 86c und eine Normaldruckkammer 86d unterteilt ist. Die Unterdruckkammer 86c ist mit dem (nicht gezeigten) Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine verbunden und die Normaldruckkammer 86d steht in offener Verbindung mit der freien Umgebung. Die flexible Membrane 86b ist über die Zugstange 82 mit der zweiten Unterbrecherplatte 76 verbunden und durch eine Druck- feder 86e nach rechts in Fig. 6A belastet.

Die Unterbrecherplatten 72 und 76 sind in bekannter Weise mittels nicht gezeigter Lageranordnungen verdrehbar auf einer feststehenden Grundplatte gelagert. Der Unterbrechernocken 80 ist in bekannter Weise mit einer von der der Brennkraftmaschine abhängigen Drehzahl ange-

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trieben und betätigt die Unterbrecherhebel 50a und 52a zum Erzeugen von Zündsignalen. Er hat vier Erhebungen entsprechend den vier Zylindern der in Fig. 5 gezeigten Brennkraftmaschine-

Unter der Einwirkung des im Betrieb der Brennkraftmaschine in der Unterdruckkammer 86c des Zündverstelleinrichtung 86 herrschenden Ansaug-Unterdrucks bewegt sich die flexible Membrane 86b nach links in Fig. 6A, bis die vom Unterdruck hervorgerufene Kraft durch die Kraft der Druckfeder 86e und den auf die Membrane einwirkenden atmosphärischen Druck ausgeglichen wird. Dabei bewegt sich die Zugstange 82 zusammen mit der Membrane 86b nach links und verdreht die zweite Unterbrecherplatte im Uhrzeigersinn in Fig. 6A. Diese nimmt bei ihrer Verdrehung die erste Unterbrecherplatte 72 über die Zugfeder 7^- mit. Durch entsprechende Wahl der Vorspannung der Zugfedern 74- und 78 soxvie ihrer Federkonstanten läßt sich dabei eine verschieden große Verdrehung der beiden Unterbrecherplatten erzielen. Da die Verdrehung der ersten Unterbrecherplatte den Öffnungszeitpunkt des ersten Signalgenerators 50 und die der zweiten Unterbrecherplatte den des zweiten Signalgenerators verändert, ist durch über die Zugfedern 74- ^urL<i 78 bewirktes verschieden starkes Verdrehen der beiden Unterbrecherplatten eine Änderung der Phasenverschiebung zwischen den vom ersten und vom zweiten Signalgenerator 50 bzw. 52 abgegebenen Zündsignalen erzielbar. In der Ausgangsstellung ist eine vorbestimmte Phasenverschiebung durch entsprechende Einstellung der beiden Unterbrecherplatten relativ zueinander bewirkbar.

Zum Verdrehen der zweiten Unterbrecherplatte 76 bewegt sich die Zugstange 82 der Zündverstelleinrichtung 85 über eine größere oder kleinere Strecke in Abhängigkeit vom Ansaug-Unterdruck. Im Zusannenhang dieser

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Beschreibung bezeichnet "Ansaug-Unterdruck" oder ein 'entsprechender Ausdruck den in einer Ansaugleitung der Brennkraftmaschine an der Zuströmseite einer Drosselklappe herrschenden Unterdruck. Die Verdrehung der zweiten Unterbrecherplatte 76 bewirkt über die Zugfeder 78 eine Verdrehung der ersten Unterbrecherplatte 72. Bei unterschiedlicher Federkonstante der beiden Zugfedern 7^ und. 78 v/erden die beiden Unterbrecherplatten 72 und 76 dabei um verschieden große Winkel verdreht, so daß sich die Phasenverschiebung zwischen den vom ersten und vom zweiten Signalgeneraror 50 bzw. 52 erzeugten Zündsignalen ändert. Dadurch zünden die ersten und zxveiten Zündkerzen in jedem Zylinder zu verschiedenen Zeitpunkten, um eine schnelle Verbrennung des Luft-Brennstoff gemischs in den Verbrennungskammern zu bewirken. Die vorstehend beschriebene Phasensteuerungseinrichtung steuert den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von Änderungen des Ansaug-Unterdrucks, so daß eine herkömmliche Unterdruck-Zündverstelleinrichtung verwendet werden kann.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform einer Phasensteuerungseinrichtung, an welcher entsprechende Teile mit den in I¹Ig. 6A und 6B verwendeten Bezugszeichen bezeichnet sind. Die in Fig. 7 gezeigte Steuereinrichtung hat eine einzige verdrehbare Unterbrecherplatte 90, welche den ersten sowie den zweiten Signalgenerator 50 bzw. 52 trägt. Die Unterbrecherplatte 90 ist in vorstehend beschriebener Weise über die Zugstange 82 mit * der Membrane 86b der Unterdruck-Verstelleinrichtung 86 verbunden. Sie ist mit ihrem Drehpunkt G90 exzentrisch in bezug auf den Drehpunkt G80 des Unterbrechernockens angeordnet. Die beiden Signalgeneratoren 50 und 52 sind in bezug auf eine durch die Drehpunkte G80 und G-90 der Unterbrecherplätte 90 bzw. des Unterbrechernockens 80 geführte Achse symmetrisch zueinander auf der UnterbrecHerplatte 90 angeordnet. Bei einer Änderung des

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AnsaugeUnterdrucks wird die Unterbrecherplatte 90 um ein der Änderung entsprechendes Maß verdreht. Dadurch verschieben sich die Stellen, an denen der Unterbrechernocken 80 an den Unterbrecherhebeln 50a und 52a angreift, um ein dem Unterschied zwischen ihren Anlenkradien r1 bzw. r2 entsprechendes Maß, wodurch sich zusammen mit dem Zündzeitpunkt auch die Phasenverschiebung zwischen den Zündzeitpunkten ändert. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise der Phasensteuerungseinrichtung nach Fig. derjenigen der in Pig. 6 dargestellten und braucht deshalb nicht weiter erläutert zu werden.

Eine weitere Ausführungsform einer Phasensteuerungseinrichtung ist in Fig. 8A bis 8E dargestellt. Der erste und der zweite Signalgenerator 50 bzw. 52 sind hier auf einander teilweise_überlappenden ersten und zweiten Unterbrecherplatten 92 bzw. 94- angeordnet. Diese sind, wie in Fig. 8E zu -erkennen, mittels Stiften 98 schwenkbar auf einer Grundplatte 96 gelagert Die Unterbrecherplatten 92, 94- sowie die Grundplatte 96 sind von Öffnungen 92a, 94-a bzw. 96a durchsetzt, in denen ein mittels einer Welle 100 schwenkbar bzw. verdrehbar im Gehäuse 70 gelagerter locken 98' angeordnet ist. An einer Seite ist der Nocken 98' über eine Zugstange 82 mit der Membrane einer Unterdruck-Zündverstelleinrichtung 86 verbunden (Fig. 8A). Wie man in Fig. 8B und 8C erkennt, ist der Nocken 98' exzentrisch auf der Welle 100 befestigt und so in den Öffnungen 92a, 94-a der ersten und der zweiten Unterbrecherplatte 92 bzw. 94- angeordnet, , daß er mit einem Ende an der ersten und mit dem anderen Ende an der zweiten Unterbrecherplatte 92 bzw. 94- angreift. Wird der Nocken 98' von der Verstelleinrichtung 86 über die Zugstange 82 verdreht, so werden die beiden Unterbrecherplatten 92 und 94- aufeinander zu und voneinander weg bewegt, so daß die Unterbrecherarme 50a und 52a zu verschiedenen Zeiten in Anlage am Unterbre-

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chernocken 80 kommen und dabei die Zündsignale erzeugen. Stellen sich die beiden Signalgeneratoren 50 und 52 in der in Fig. 83 gezeigten Stellung des Nockens 98' um 180 versetzt gegenüber, so werden die Zündsignale gleichzeitig erzeugt. In der in IFig. 80 gezeigten Stellung des Nockens 98' sind der erste und der zweite Signalgenerator 50 bzw. 52 um das größtmögliche Maß gegeneinander verschoben, so daß zwischen den von ihnen erzeugten Zündsignalen eine größtmögliche Phasenverschiebung vorhanden ist. Die Verdrehungs- oder Schwenkwinkel der ersten und zweiten Unterbrecherplatten 92 bzw. 94· relativ zueinander ist Abhängig von dem Verhältnis der Längen 11 und 12 der beiden Flügel des Nockens 98', gemessen von der Achse der Welle 100 aus. Die so ausgebildete Phasensteuerungseinrichtung arbeitet in ähnlicher V/eise wie die vorstehend beschriebene, so daß eine weitere Erläuterung nicht notwendig ist.

Hoch eine weitere Ausführung der Phasensteuerungseinrichtung ist in Fig. 9A und 9B gezeigt. Diese hat eine erste und eine zweite, jeweils ein besonderes Profil aufweisende Unterbrecherplatte 102 bzxv. 104-, welche jeweils einen gebogenen Eand 102a bzw. 104-a aufweisen. Die Unterbrecherplatten 102 und 104- überlappen einander teilweise und sind schwenkbar auf einer den Unterbrechernocken 80 tragenden Welle gelagert.-Eine an den beiden Unterbrecherplatten 102 und 104- verankerte Zugfeder 106 belastet die Platten mit ihren gebogenen Rändern 102a bzx«r. 104-a aufeinander zu und damit in Anlage an einem verdrehbaren, auf einer Welle 108a sitzenden Exzenternocken 108. Die Welle 108a ist in einer feststehenden Grundplatte 110 gelagert, welche außerdem jeweils ein Lager 112 bzw. 114· für die beiden Unterbrecherplatten 102 bzw. 104 trägt. Der Exzenternocken 108 ist in vorstehend beschriebener Weise über eine Zugstange 82 mit einer Membrane einer Zündverstell-

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einrichtung verbunden.

Unter Betätigung durch die Zündverstelleinrichtung bewegt sich die Zugstange 82 in Richtung des in Fig. 9A gezeigten Pfeils, xvodurch der Exzenternocken 108 im Uhrzeigersinn verdreht wird. Dabei ändern sich die Abstände 13 und 14 zwischen der Achse der Welle 108a und den gebogenen Rändern 10Sl bzw. 104a in einem unterschiedlichen Maße, so daß also die Unterbrecherplatten 102 und 104 um verschieden große Winkel verdreht werden. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise dieser Phasensteuerungseinrichtung der der vorstehend beschriebenen und bedarf daher keiner v/eiteren Erläuterung.

Fig. 10A und 1OB zeigen noch eine weitere Ausführungs— form der Phasensteuerungseinrichtung. Diese hat hier eine erste und eine zweite, sektorförmige Unterbrecherplatte 120 bzw. 122, welche schwenkbar auf einer den Unterbrechernocken 80 tragenden Welle gelagert sind und jeweils einen länglichen Radialschlitz 120a bzw. 122a aufweisen. Ein verdrehbar auf der Welle 80a des Unter—' brechernoekens 80 sitzender Exzenternocken 124 trägt zxiei Stifte 126, 128, welche die Radialschlitze 120a bzw. 122a der beiden Unterbrecherplatten 120 bzw. 122 durchsetzen. Der Exzenternocken 124 ist zwischen den beiden Unterbrecherplatten 120, 122 einerseits und einer feststehenden Grundplatte 110 andererseits angeordnet und ruht auf über die letztere hervorstehenden Lagerteilen 112, 114. Auf den Unterbrecherplatten 120, 122 sind der erste bzw. der zweite Signalgenerator 50 bzw. 52 angeordnet. An der ersten Unterbrecherplatte greift die Zugstange 82 einer (nicht gezeigten) Unterdruck-Verstelleinrichtung an. Wird die erste Unterbrecherplatte 120 durch Zug an der Zugstange im Uhrzeigersinn in Fig. 1OA verschwenkt, so nimmt sie über den Stift 126 den Exzenternocken 124 mit. Dieser nimmt

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dann seinerseits über den mit dem Schlitz 122a in Eingriff befindlichen Stift 128 die zweite Unterbrecherplatte 122 mit. Da jedoch die Abstände 15 und 16 zwischen der Achse der Welle 80a und dem ersten bzw. zweiten Stift 126 bzw. 128 verschieden groß sind, tritt beim Verschwenken der-beiden Unterbrecherplatten 120. und 122 eine Phasenverschiebung ein. In dieser Ausführung kann die Zugstange 82 auch mit dem Exzenternocken 124-anstatt mit der Unterbrecherplatte 120 verbunden sein. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise dieser Ausführungsform im wesentlichen der vorstehend beschriebenen und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.

Wie aus vorstehender Beschreibung ersichtlich, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß mehrere in einer Verbrennungskammer einer Brennkraftmaschine vorhandene Zündkerzen zu verschiedenen Zeitpunkten mit einer vorbestimmbaren Phasenverschiebung zünden, so daß eine optimale Verbrennung des Luft-Brennstoffgemischs erzielbar ist. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Kerzen in jeweils einer Verbrennungskammer über voneinander unabhängige Schaltkreise mit zu verschiedenen Zeitpunkten mit vorbestimmbarer Phasenverschiebung erzeugten Zündsignalen gespeist, so daß auch bei Ausfall einer Zündanlage wenigstens eine andere Kerze in jeder· Verbrennungskammer sicher zündet. Dabei sind die Signalgeneratoren einer Phasensteuerungseinrichtung gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht, so daß die Phasensteuerungseinrichtung einen einfachen, kompakten Aufbau hat und wirtschaftlich herstellbar ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erstreckt sich auf verschiedene Abwandlungen derselben. So können in jeder Verbrennungskammer mehr als zwei Zündkerzen vorhanden sein, wobei dann die Einrichtungen zum Steuern der Zündzeit-

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punkte· so ausgebildet sind, daß sie die Zündsignale für die einzelnen Zündkerzen zum jeweils optimalen Zeitpunkt erzeugen- Die Signalgeneratoren brauchen nicht, wie dargestellt und beschrieben, mit Unterbrecherhebeln und -kontakten zu arbeiten, sondern
können auch als kontaktlose elektronische Signalgeber ausgebildet sein.

Θ09884/071?

Claims

Patentansprüche:

Verfahren zum Steuern des Zündzeitpunkts einer 'mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Strömung eines Luft-Brennstoffgemischs in einer Verbrennungskammer während der .Ansaug- und Eompressionshübe der Brennkraftmaschine Zündsignale zu verschiedenen Zeiten und mit einer vorbestimmbaren Phasenverschiebung erzeugt werden und daß jeweils mehrere einer Verbrennungskammer zugeordnete Zündkerzen mit der vorbestimmbaren Phasenverschiebung nacheinander mit den Zündsignalen angesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündsignale den mehreren Zündkerzen parallel zugeleitet v/erden.
3. Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkte einer mit mehreren Zündkerzen pro Zylinder bestückten Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine Phasensteuerungseinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Signalgenerator (32, 32'; 50, 52), welche parellel miteinander mit den mehreren Zündkerzen (20, 22) verbunden sind und Einrichtungen zum Erzeugen von Zündsignalen zu verschiedenen Zeitpunkten und mit vorbestimmbarer Phasenverschiebung aufweisen, wodurch die mehreren Zündkerzen zu für eine schnelle Verbrennung des Luft-Brennstoffgemischs in jeder Verbrennungskammer (14) optimalen Zündzeitpunkten ansteuerbar sind.
4-, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Phasensteuerungseinrichtung eine erste und eine zweite, verdrehbar in einem Gehäuse (70) angeordnete, den ersten bzw. zweiten Signalgene-

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rator (50 bzw. 52) tragende Unterbrecherplatte (72, 76), einen drehbar im Gehäuse angeordneten und mit dem ersten und dem zweiten Signalgenerator zusammenwirkenden Unterbrechernocken (80.) und eine mit der ersten oder der zweiten Unterbrecherplatte verbundene, durch den Ansaug-Unterdruck der Brennkraftmaschine zum Verstellen der ersten und zweiten Unterbrecherplatten relativ zum Unterbrechernocken betätigbare Verstelleinrichtung (82, 86) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeic-hnet, daß die Phasensteuerungseinrichtung eine erste, zwischen dem Gehäuse (70) und der ersten Unterbrecherplatte (72) und eine zweite, zwischen der ersten und der zweiten Unterbrecherplatte (72 bzw. 76) angeordnete Belastungseinrichtung (74 bzw. 78) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste und die zweite Belastungseinrichtung (74 bzw. 78) voneinander verschiedene Federkonstanten aufweisen, so daß die Signalgeneratoren (50, 52) bei einer Verdrehung der ersten oder zweiten Unterbrecherplatte (72 bzw. 76) durch die Verstelleinrichtung (86) in einer Richtung Zündsignale zu verschiedenen Zeitpunkten mit einer von dem die Verstelleinrichtung beaufschlagenden momentanen Ansaug-Unterdruck abhängigen Phasenverschiebung erzeugen.
7· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η.η zeichnet, daß die Verstelleinrichtung (86) ein Gehäuse (86a), eine flexible, das Gehäuse in eine mit einer Ansaugleitung der Brennkraftmaschine verbundene Unterdruckkammer (8c) und in eine ITormaldruckkasmer (Sd) unterteilende Honbrane (86b), eine die Membrane mit der ersten oder der zweiten Unterbrecherpiabte (72 bzw. 76) verbindende Zugstange (82) und eine in der Unter-

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druckkammer angeordnete, die Membrane in eine Richtung belastende Belastungseinrichtung (86e) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Phasensteuerungseinrichtung ein Gehäuse (70), einen drehbar im Gehäuse angeordneten Unterbrechernocken (80), eine in bezug auf die Drehachse des Unterbrechernoc-kens exzentrisch im Gehäuse angeordnete, verdrehbare und den ersten und den zweiten Signalgenerator (50 bzw. 52) tragende Unterbrecherplatte (90) und eine mit der Unterbrecherplatte verbundene Verstelleinrichtung (86, 82) aufweist, mittels welcher die Unterbrecherplatte in Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine in eine Stellung verdrehbar ist, in welcher die Signalgeneratoren Zündsignale zu verschiedenen Zeitpunkten mit einer von dem die Verstelleinrichtung beaufschlagenden momentanen Ansaug-Unterdruck abhängigen Phasenverschiebung erzeugen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensteuerungseinrichtung ein Gehäuse (70), einen drehbar darin angeordneten Unterbrechernocken (80), einander teilweise überlappende, von jeweils einer Öffnung durchsetzte und die mit dem Unterbrechernocken zusammenwirkenden ersten und zweiten Signalgeneratoren (50 bzw. 52) tragende Unterbrecherplatten (92, 9^)? einen in den Öffnungen der Unterbrecherplatten angeordneten Nocken (98), welcher mit einem Ende an einem Hand der Öffnung der einen Unter- brecherplatte und mit dem anderen Ende an einem Eand der Öffnung der anderen Unterbrecherplatte angreift, und eine mit dem Nocken verbundene, durch den Ansaug-Unterdruck der Brennkraftmaschine zum Verdrehen des Nockens betätigbare Verstelleinrichtung (86, 82) aufweist, wobei die relativen Stellung der ersten und zweiten Unterbrecherplatten durch Verdrehen des Nockens in Abhängig-

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keit vom momentanen Ansaug-Unterdruck so verstellbar sind, daß die ersten und zweiten Signalgeneratoren Zündsignale zu verschiedenen Zeitpunkten und mit einer vom moinentenen Ansaug-Unterdruck abhängigen Phasenverschiebung erzeugen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Unterbrecherplatten (92 bzw. 9^0 rait jeweils einem Endstück an einer feststehenden Grundplatte im Gehäuse (70) angelenkt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensteuerungseinrichtung eine feststehende Grundplatte (110), erste und zweite, den ersten bzw. zweiten Signal generator (50 bzw. 52) tragende, verdrehbare Unterbrecherplatten (102, 104), einenauf einer die Unterbrecherplatten verdrehbar lagernden Welle sitzenden, drehbaren Unterbrechernocken, einen verdrehbar auf der Grundplatte gelagerten und an jeweils einem Endstück (102a, 104a) der beiden Unterbrecherplatten angreifenden Exzenternocken (108) und eine mit dem Exzenternocken verbundene, durch den ' Ansaug-Unterdruck der Brennkraftmaschine zum Verdrehen des Nockens betätigbare Verstelleinrichtung {86, 82) aufweist, mittels welcher der Nocken in Abhängigkeit vom momentanen Ansaug-Unterdruck in eine Stellung verdrehbar ist, in welcher die erszen und zweiten Signalgeneratoren Zündsignale zu verschiedenen Zeitpunkten mit einer vom momentanen Ansaug-Unterdruck abhängigen Phasenverschiebung erzeugen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensteuerungseinrichtung eine feststehende Grundplatte (110), erste und zweite, jeweils von einesi länglichen Schlitz durchsetzte und den ersten bzw. zweiten Signalgenerator (50.bzw. 52) tragende Unterbrecherplatten (120 bzw. 122), einen auf einer die beiden Unterbrecherplatten verdrehbar lagern-

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den Welle (8Oa) sitzenden drehbaren Unterbrechernocken (80), einen verdrehbar auf der Welle sitzenden, einen ersten und einen zweiten, den jeweiligen Schlitz der ersten bzw. zweiten Unterbrecherplatte durchsetzenden Stift (126 bzw. 128) tragenden Exzenternocken (124) . " und eine mit der ersten oder zweiten Unterbrecherscheibe verbundene, mit dem Ansaug-Unterdruck der Brennkraftmaschine gespeiste Verstelleinrichtung (86, 82), mittels welcher die ersten und zweiten Unterbrecherplatten um verschieden große Winkel verdrehbar sind, so daß die Signalgeneratoren Zündsignale zu verschiedenen Zeitpunkten und mit einer von dem die Verstelleinrichtung beaufschlagenden momentanen Ans aug-Unterdruck abhängigen Phasenverschiebung erzeugen.
13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Unterbrecherplatten (120 bzw. 122) sektorförmig sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (15) zwischen der Achse der Welle (80a) und dem ersten Stift (126) des Exzenternockens (124) verschieden vom Abstand zwischen der Achse der Welle und dem zweiten Stift (128) ist.

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