DE2709434A1 - Nachbrennsystem fuer autozuendanlagen - Google Patents

Nachbrennsystem fuer autozuendanlagen

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DE2709434A1
DE2709434A1 DE19772709434 DE2709434A DE2709434A1 DE 2709434 A1 DE2709434 A1 DE 2709434A1 DE 19772709434 DE19772709434 DE 19772709434 DE 2709434 A DE2709434 A DE 2709434A DE 2709434 A1 DE2709434 A1 DE 2709434A1
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DE
Germany
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voltage
ignition
transformer
afterburning
afterburner
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Pending
Application number
DE19772709434
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English (en)
Inventor
Tomislav Dipl Ing Okstajner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/09Layout of circuits for control of the charging current in the capacitor
    • F02P3/093Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • "Nachbrennsystem für Autoziindanlagen"
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachbrennsystem für Autozündanlagen, das mittels z.B. eines Kontaktunterbrechers oder kontaktlosen Gebers steuerbar ist und bei dem die Nachbrennspannung dem Hochspannungszündimpuls zeitlich nacheilt.
  • Um zuverlässige Fahreigenschaften bei vorwiegend turzstreckenverkehr zu gewährleisten, um einen Verschleiß des Unterbrecherkontaktes und damit Verstellung des Zündwinkels zu vermeiden, um die Schadstoffemission zu verringern und auch siciieres Star-' ten bei tiefsten Temperaturen zu erleichtern, werden seit etlichen Jahren Transistorzündanlagen, Thyristorztindanlagen und Hochleistungskondensatorzündanlagen anstelle der bisherigen Zündung eingesetzt.
  • Bei bekannten Transistorzündanlagen wird ein hochsperrender Leistungsschalttransistor zum Schalten des Zündspulenstromes verwendet. Hierdurch wird der Unterbrecherkontakt stark entlastet und es ergeben sich durch höhere Spulenströme bedingt eine größere Zündenergie, eine höhere Zündspannung und ein geringerer Innenwiderstand (Bosch-BroschUre: Die Bedeutung der Halbleiter für die elektrische Kraftfahrzeug-Ausrüstung, nach einem Vortrag vom Mai 1960 in Den Haag).
  • Aus der Zeitschrift kfz-betrieb und automarkt, Heft 24 vom 23. 11. 1972 ist eine Hochleistungskondensatorzündanlage (HKZ) der Fa. Busch-Jaeger Elektro bekannt. Hier wird die Zündenergie temperaturgesteuert und ist unabhängig von Batteriespannung und Motordrehzahl. Das elektronische System besteht aus einem Spannungswandler, einem kapazitiven Energiespeicher (Kondensator) und einem elektronischen Schaltkreis, der die Ladung des Energiespeichers 3edesmal dann in die Zündspule abgibt, wenn der Unterbrecher öffnet. Die Schaltung ist stabilisiert, so daß 3e-I der Zündfunke bei Jeder Drehzahl und 3eder Bordnetzspannung isomer die gleiche Energie aufweist. Eine derartige Schaltung ist aus der DT-AS 20 54 134 bekannt.
  • Weitere nur beispielsweise genannte Schaltungen sind aus DT-AS 19 65 152, DT-AS 21 42 909 und DT-OS 23 03 087 bekannt.
  • Alle genannten Systeme erzeugen einen Hochspannungsimpuls, der 3e Arbeitshub der Verbrennungskraftaaschine an die Zündkerze sur Entztlndung des Kraftstoffluftgemisches abgegeben ws.
  • Die bekannten Ztlndsysteie haben 3edoch den Nachteil, daß im Falle des Nichtzündens das Kraftstoffluftgemisch nicht verbrennt und der Arbeitshub ausflflt oder das Kraftstoffluftgemilch nicht vollständig verbrennt (Teilentfianung). Dies führt zu einem Motorleistungsverlust, starken Motorverschleiß, und trägt zur Umweltverschmutzung bei. Erheblich ist dies beim Kaltstart oder bei Motoren mit magerem Gemisch, denn der Motor springt schlecht an und läuft ii Leerlauf unrund.
  • Es ist auch eine Schaltung bekannt (DT-OS 23 40 865), bei der zur Vermeidung obengenannter Nachteile durch Einstellen der Dauer des Zündfunkens ein sicheres Zünden erreicht werden soll.
  • Dazu gibt ein Oszillator nach da eigentlichen Zündiapuls noch eine Reihe von weiteren, kleineren Impulsen ab. Der erste große Zündimpuls soll also das Kraftstoffluftgemisch zünden bzw. die Luft zwischen den Zündelektroden ionisieren und die anschließenden kleinen Impulse für eine sichere Zündung sorgen. Bei geringem Anteil des Kraftstoffs im Kraftstoffluftgemisch (mageres Gemisch) ist dadurch ein sicheres Zünden auch unter erschwerten Bedingungen gewährleistet.
  • Diese bekannte Anordnung zeigt zwar eine relativ steile Anstiegsflanke mit einer kurzen Nachbrenndauer des Zündfunkens und eine sich daran anschließende Reihe von Impulsen niedriger Amplitude für eine sichere Zündung und Verbrennung, doch ist der bauteilmäßige Aufwand hierfür erheblich und die starke Belastung des Bordnetzes ist hinderlich. Der erhöhte Preis für derartige Zündanlagen stand u.a. also bisher einerkeiten Verbreitung auf dem Kraftfahrzeugsektor hinderlich entgegen.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln ein Zündsystem aufzubauen, daß neben dem günstigen Preis eine steile Anstiegsflanke (wie bei HKZ) mit Nachbrennung des Zündfunkens aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird dLs dadurch erzielt, daß ein Transformator, der von der Wechselspannung einer Lichtmaschine gespeist wird, die Nachbrennspannung erzeugt. In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems wird der Transformator durch einen elektronischen Wechselspannungsgenerator gespeist. Die Nachbrennspannung ist in ihrer Dauer durch eine Vorrichtung steuerbar und kann gleichgerichtet werden. Ebenfalls ist die Nachbrennspannung mittels eines synchronisierten Schalters der Zündhochspannung zuschaltbar.
  • Vorteilhaft bei dem nachgesuchten Zündsystem ist besonders die Nachrüstbarkeit zu bestehenden Zündanlan. Selbst bei schon eingebauten Kondensator-, Thyristor- und anderen Zündanlagen ist mit ge ingem Aufwand das erfindungsgemäße System einsetzbar. Selbst bei sehr magerem Gemisch, langlebigen Zürldkeren und anderen ungünstigen Einflüssen ist ein sicheres Zünden und ein störungsfreier Betrieb uiöglich. Ein vorteilhaftes Abschalten des nachrüstbaren Zündsystems ist ebenfalls möglich.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Nachblennsystems wird nachstehend anhand der Fig. 1 näher erläutert. Die Figuren 2 bis 6 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungei des Nachbrennsystems.
  • Gemaß Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße Zündsystem für Brennkraftmaschinen aus einem Unterbrecherkontakt 1, über den die Plusspannung der Batterie auf die Primärseite 2 einer Zündspule 3 geführt ist. Die Primärseite 2 der Zündspule ist mit dem einen Anschluß auf Massepotential gelegt. Auf der Sekurdärseite 4 der Zündspule 3 steht die erhöhte Spannung für die nicht dargestellten Zündkerzen zur Verfügung. Die Sekurdärseite 4 der Zündspule 3 ist über eine weitere Sekundärspule eines Hilfstransformators 5 an Massepotential geführt. Der Hilfstransformator 5 ist mit seiner Primärseite an die Lichtmaschine 6 angeschlossen. Der verwendete Hilfstransformator 5 ist ein Billigstprodukt, wodurch die ca. 14 Volt betragende Wechselspannung der Lichtmaschine auf eine Spannung von ca. 1000 Volt transformiert wird. P1,oportional zur Drehzahl der Lichtmaschine 6 steht die im Hilfstransformator 5 erzeugte nur beispielhaft genannte 1000 Volt Wechselspannung dauernd an deri Zündkerzen an. Diese Spannung reicht aber nicht aus zum Zünden des Kraftstoffluftgemlsches. Erst wenn vom Unterbrecher 1 über die Zündspule 3 eine erhöhte Spannung auf die Zündkerzen geführt wird, zündet das Gemisch durch. Die vom Hilfstransformator 5 gelieferte 1000 Volt-Spannung ist dabei der Spannung der Zündspule 3 überlagert. Nach Abklingen der eigentlichen Zündspannung, die bis zu 50 kV betragen kann, liegt/der entsprechenden Zündkerze weiterhin die 1000 Volt- Spannung und sorgt für eine exakte Verbrennung, weil nach dem auslösenden Funken die Spannung nicht wie üblich erlischt, sondern in Form eines Dauerfunkens weiter bestehen bleibt.
  • Für eine Umrüstung einer herkömmlichen Zündanordnung auf das neue System ist nur das Auftrennen des Masseanschlusses der Zündspule und Einbau des Hilfstransformators 5 erforderlich.
  • In vorteilhafter Weise kann anstelle der verwendeten üblichen Unterbrecherzündung eine taneistor-, Thyristor- oder Hochleistungskondensatorzünd eingesetzt werden, die Anschaltung des Hilfstransformators ist problemlos und Laien durchführbar. Denn erst durch die Verwendung derartiger kontaktschonender Anordnungen mit ihren steilen Anstiegsflanken der Zündimpulse (Energie zum Durchzünden) wird das erfindungsgemäße Zündsystem voll ausgenutzt.
  • Auch das Einschalten des Hilfstransformators in die Hochspannungsleitung, also zwischen Zündspule 3 mit Sekundärseite 4 und ZAndkerze ist möglich, so daß dadurch ein Auftrennen der auf Massepotential gelegten Vicklungen der Zündspule entfällt. Weiterhin ist es möglich, die Sekundärteile der Zündspule 3 und des Hilfstransformators 5 zu einer Einheit zusaimenzuftigen.
  • Weitere Möglichkeiten für die Anschaltung des Hilfstransformatorn sind aus den Figuren 2 bis 6 ersichtlich.
  • Figur 2 zeigt bei Verwendung einer HLZ (Hochlei8tungskondensator-)-Zündung das er£indungsgemäße Anschalten des Hilfstransformators 5. Die HKZ-Anlage wird dabei durch einen induktiven oder ähnlichen kontaktlosen Geber angesteuert.
  • In Figur 3 ist eine Anordnung für eine konstante Nachbrenndauer mit Gleichspannung gezeigt. Bei Anlaßvorgängen, d.h.
  • niedrigen Drehzahlen, ergibt sich eine unterschiedliche Wechselspannung, die hinderlich sein kann. Durch die Umwandlung des Wechselstromes der Lichtmaschine in Gleichstrom mit Siebung mittels der Gleichrichter-Anordnung 7 wird eine konstante Größe der Nachbrenngleichspannung erze lt.
  • Figur 4 zeigt die Möglichkeit einer programmierbaren Nachbrenndauer. Dafür ist in dem Primärkreis des Hilfstransformators 5 ein Schalter 8 gelegt, der über eine Steuereinrichtung 9 (beispielsweise Monoflop) schaltbar ist. Es kann dadurch in vorteilhafter Weise die Nachbrenndauer des Zündsystems an-, abgeschaltet und variiert werden.
  • In Figur 5 weist der Zündtransformator 3 einen gemeinsamen Erdungspunkt auf. Der Zündtransformator 3 wird über einen geschlossenen Schalter 10 angesteuert. Nach Bildung der Zündspannung schaltet der Schalter 10 auf den Hilfstransformator 5 um und gewährleistet so die Anschaltung der Nachbrennspannung. Der Kontakt 10 läuft dabei synchron zu der Ansteuerung der HKZ. Vorteilhaft hierbei ist die Weiterverwendung des bisher eingesetzten Zündtransformators ohne Umklemmung.
  • Figur 6 zeigt die Ansteuerung des Unterbrecherkontaktes 1 über den Hilfstransformator 5 durch die hochtransformierte Wechselapannung der Lichtmaschine und Bildung der Zündhochspannung durch den Zündtransformator 3. Vorteilhaft ist das preiswerte Nachrüsten bestehender herkömmlicher Zündanlagen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zündsystems ist anstelle des Generators der Lichtmaschine ein elektronischer Generator (beispielsweise astabiler Multivibrator ) mit Konstantspannung eingesetzt. Dieser beispielsweise Sinus- oder Recliteckgenerator ist unabhängig von der Frequenz der Lichtmaschine ( besonders wichtig in der Anlaufphase) und kann vorteilhaft in Verbindung mit der Anordnung gemäß Fig. 3 eingesetzt werden. Ein Eingriff in den Generator der Lichtmaschine zum Heraviführen der Wechselspannung entfällt dadurch ebenfalls.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. PatentansDrUche: 0 0 Nachbrennsystem für Auto@ündanlagen, das mittels eines Kontaktunterbrechers oder kontaktlosen Gebers steuerbar ist und bei dem die Nachbrennspannung dem Hochspannungszündimpuls zeitlich nacheilt, gekennzeichnet durch einen Transformator (5), der von der Wechselspannung einer Lichtmaschine (6) gespeist wird und die Nachbrennspannung erzeugt.
  2. 2. Nachbrennsystem nach Anspruch 1, dadurch Cekennzeichnet, daß der Transformator (5) durch einen elektronischen Wechselspannungsgenerator gespeist wird.
  3. 3. Nachbrennsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Nachbrennspannung in ihrer Dauer beeinflussende Steuervorrichtung (9) am Eingang des Transformators (5) liegt.
  4. 4. Nachbrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Gleichrichter (7) für die Nachbrennspannung.
  5. 5. Nachbrennsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen bsüglich der Zündimpulse synchronisierten Schalter (10) der die Nachbrennspannung der Zündhochspannung durch Übertragung über den Zündimpulstransformator (3) zuschaltet.
  6. 6. Nachbrennsystem nach Anspru . 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator t9) mit seiner Sekundärseite zwischen Nullpunkt, d.h. Massepotential des Systems, und Sekundärseite (4) des Zündtransformators (3) angeordnet ist.
  7. 7. Nachbrennsystem nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (5) mit seiner Sekundärseite zwischen den Funkenstrecken der Zündkerzen und der Sekundärseite (4) des Zündtransformators (3) angeordnet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4376637A (en) * 1980-10-14 1983-03-15 California Institute Of Technology Apparatus and method for destructive removal of particles contained in flowing fluid

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4376637A (en) * 1980-10-14 1983-03-15 California Institute Of Technology Apparatus and method for destructive removal of particles contained in flowing fluid

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