-
Zündeinrichtung für Brennkraftmascninen
-
Zusammenfassung Es wird eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen
vorgeschlagen, die wenigstens einen Zündkondensator enthält, der sowohl mit einem
Ladestromkreis als auch mit einem Entladestromkreis verbunden ist. Eine solche Zündeinrichtung
wird üblicherweise als Hochleistungs-Kondensatorzündanlage oder als Thyristerzündung
bezeichnet. Um eine mechanisch nicht bewegte Hochspannungsverteilung zu erreichen
werden wenigstens zwei Zündkondensatoren mit zugeordneten Entladestromkreisen durch
einen einzigen Ladestromkreis betrieben. Die Entladestromkreise bestehen aus der
Reihenschaltung der Schaltstrecken von elektronischen Entladeschaltern mit Primärwicklungen
von Zündspulen, deren Sekundärwicklungen mit wenigstens einer Zündstrecke verbunden
sind. Eine der Zahl der Zündkondensatoren entsprechende Anzahl von mit einer rotierenden
Welle der Brennkraftmaschine verbundenen Signalgebern steuert sowohl den Ladestromkreis
wie auch die Steuerelektroden der Entladeschalter in den Entladestromkreisen.
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündeinrichtung
für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs.
-
Es ist schon eine solche Zündeinrichtung aus der DT-PS 2 063 931 bzw.
der entsprechenden US-PS 3 796 204, bekannt. Die dort gezeigte Anordnung arbeitet
mit einem einzigen Zündkondensator und einer mechanischen Hochspannungsverteilung
zur Betätigung mehrerer Zündstrecken, bzw. Zündkerzen. Die Nachteile der mechanischen
Hochspannungsverteilung bestehen einmal im hohen Verschleiß durch die auftretenden
Hochspannungsfunken, in der Störanfälligkeit durch Verschmutzung und Korrosion und
zum anderen ist es insbesondere bei elektronischen Zündverstellsystemen wünschenswert,
eine solche Hochspannungsverteilung ohne mechanische Mittel zu verwirklichen, da
man den Verteiler mit Antrieb und Verstellmechanismen nicht mehr benötigt.
-
Eine Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung
ist für eine Transistor-Zündanlage, auch Spulenzündanlage genannt, aus dem SAE-Paper
Nur. 760 265, 23. bis 27. Februar 1976, Seite 11 bekannt. Jeder der dort verwendeten
Zündspulen muß durch einen Leistungstransistor gesteuert werden. Die Problematik
bei einer Kondensatorzündanlage, wie sie die vorliegende Erfindung beschreibt, liegt
anders, und der Fachmann findet durch dieses SAE-Paper keine Anregung zur entsprechenden
Lösung bei Kondensatorzündanlagen.
-
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der im Ladestromkreis für den
Zündkondensator benötigte, teure Leistungstransistor, der sowohl für hohe Ströme,
wie auch
für hohe Spannungen ausgelegt sein muß, nur einmal benötigt
wird, da gemäß der Erfindung ein einziger Ladestromkreis für mehrere Zündkondensatoren
mit entsprechenden Entladestromkreisen vorgesehen ist. Die Thyristoren in den Entladestromkreisen
sind vergleichsweise billig.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündeinrichtungen
möglich.
-
Zur Einsparung von Thyristoren mit entsprechenden Steuerstufen für
deren Zündung ist es besonders vorteilhaft, einem Thyristor mehrere Zündspulen zuzuordnen.
Eine zusätzliche Einsparung von Zündspulen kann dadurch erreicht werden, daß jeweils
einer Zündspule wenigstens zwei Zündstrecken zugeordnet werden.
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Das einzige Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt eine Anordnung für eine Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine mit
vier Zündspulen.
-
Beschreibung der Erfindung In dem in der einzigen Figur dargestellten
Ausführungsbeispiel besteht eine Geberanordnung 10 aus einer vorzugsweise mit der
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenen Geberscheibe 100, die eine Gebermarke
101 aufweist.
-
Diese Gebermarke 101 erreicht jeweils nach einem Drehwinkel von 1300,
einen von zwei induktiven Signalaufnehmern 102, 103.
-
Anstelle einer induktiven Geberanordnung ist z.B. auch eine Ausführung
als Unterbrecherkontakt, als Hall-Geber oder als optischer Geber möglich. Weiterhin
kann statt der dargestellten Anordnung auch ein einziger Signalaufnehmer mit nachgeschalteten
Signalerkennungsstufen vorgesehen sein, der durch zwei unterschiedliche Gebermarken
beaufschlagt wird.
-
Die beiden Signalaufnehmer 102, 103 sind jeweils über vorzugsweise
als Differenzierstufen ausgebildete Impulsformerstufen 11, 12 mit den Eingängen
einer ODER-Verknüpfungs 13 verbunden, deren Ausgang mit dem Steuereingang eines
Ladestromkreises 14 verbunden ist. Die Ausgänge der Impulsformerstufen 11, 12 sind
weiterhin über jeweils eine Steuerstufe 15, 16 mit Steuereingängen zweier Thyristoren
17, 18 verbunden. Diese Steuerstufen 15, 16 dienen zur Zündung der zugeordneten
Thyristoren 17, 18 und sind, wie auch die Impulsformerstufen 11, 12 und der Ladestromkreis
14 im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben. Der aus diesem Stand der
Technik bekannte Ladestromkreis 14 enthält einen von einem Transistor 140 gesteuerten
Ladetransformator 141. Parallel zur SekunOYrwicklung dieses Ladetransformators 141
ist ein erster, zwischen zwei Dioden 19,20, geschalteter Zündkondensator 21 sowie
ein zweiter, zwischen zwei weitere Dioden 22, 23 geschalteter Zündkondensator 24
geschaltet. Die Kathoden der Dioden 20, 23 sind an Masse angeschlossen. Zwischen
die Kahtode der Diode 19 und Masse ist die Schalt strecke des Thyristors 17 und
zwischen die Kathode der Diode 22 und Masse ist die Schaltstrecke des Thyristors
18 geschaltet.Parallel zur Diode 20 sind die Primärwicklungen zweier Zündspulen
25, 26 geschaltet, an deren einseitig an Masse angeschlossene Sekundärwicklungen
jeweils Zündstrecken 27, 28 angeschlossen sind, die bei einer Brennmachine
üblicherweise
als Zündkerzen ausgebildet sind.
-
Zwei weitere Zündspule 29, 30 mit Zündstrecken 31, 32 sind entsprechend
zur Diode 23 geschaltet.
-
Die Wirkungsweise der in der einzigen Figur dargestellten Anordnung
besteht darin, daß durch die Geberanordnung 10 jeweils um 18o0 versetzt Signale
in den beiden Signalaufnehmern 102, 103 erzeugt werden. Diese Signale werden in
den Impulsformerstufen 11, 12 in positive Potentialsprünge umgesetzt. In den Steuerstufen
15, 16 werden diese positiven Potentialsprünge in Signale umgewandelt, durch die
die Steuerelektroden der Thyristoren 17, 18 bei Auftreten des jeweils zugeordneten
Gebersignals gegenüber der Kathode soweit positiv vorgespannt werden, daß die Schaltstrecke
des betreffenden Thyristors in den leitenden Zustand versetzt wird. Der jeweils
zugeordnete Zündkondensator 21, 24 ist zu diesem Zeitpunkt voll beladen, so daß
er sich jetzt über die Schaltstrecke des betreffenden Thyristors 17, 18 sowie über
die Primärwicklungen der Zündspulen 25, 26, bzw. 29, 30 entladen kann. Dabei werden
in den zugeordneten Sekundärwicklungen Hochspannungsstöße induziert, die an den
zugeordneten Zündkerzen 27, 28 bzw. 31, 32 EntladGngßfunken (Zündfunken) hervorrufen.
Die Dioden 20, 23 sind dabei für das Ausschwingen der Spannung an den Zündspulen
25, 26, 29, 30 vorgesehen.
-
Die im Zündzeitpunkt abwechselnd an den Ausgängen der Impulsformerstufen
11, 12 kurzzeitig auftretenden positiven Potentialsprünge bewirken neben der Auslösung
des Zündvorgangs gleichzeitig noch über die ODER-Verknüpfung 13 die W.inleitung
des Ladevorgangs durch den Ladestromkreis 14 für die Zündkondensatoren 21, 24. Auf
einen solchen positiven Potentialsprung hin wird der Transistor 140 in seinen stromleitenden
Zustand
gesteuert, so daß über den Ladetransformator 141 ein zunehmender Stromfluß einsetzt.
Bei Erreichen eines Schwellwerts wird der Transistor 140 abrupt in den nicht leitenden
Zustand gesteuert. Infolge der Unterbrechung des Primärstromkreises wird im Sekundärstromkreis
des Ladetranuformators 140 ein Ladespannungssto induziert, der die Zündkondensatoren
21, 24 über die Ladediode 19, 22 für den nächsten Zündvorgang auflädt. Eine detailliertere
Beschreibung des Ladestromkreises 14 gibt der eingangs genannte Stand der Technik
an.
-
Anstelle der z.B. für Boxermotoren günstigen Anordnung von jeweils
zwei parallel geschalteten Zündspulen 25, 26, bzw.
-
29, 23 kann auch eine Anordnung gewählt werden, bei der jeweils eine
einzige Zündspule zwei Zündkerzen betätigt.
-
Dabei sind die beiden Anschlüsse der Sekundärwicklung über die beiden
Zündkerzen an Masse angeschlossen. In beiden Fällen werden jeweils gleichzeitig
an zwei Zündkerzen Zündfunken erzeugt. Dieses Verhalten stört bei einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine nicht, da sich immer nur in einem der beiden beaufschlagten Zylinder
ein zündfähiges Gemisch befindet. Der jeweils andere Zylinder befindet sich in der
Ausstoßphase.
-
Die Erfindung ist nicht auf zwei Zündkreis beschränkt, wie sie in
der Figur für eine Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine dargestellt sind. Durch weitere
Signalaufnehmer in der Geberanordnung 10 können über weitere Impulsformerstufen,
weitere, parallel geschaltete Zündstufen betätigt werden, die jeweils wiederum aus
einem Zündkondensator einem Thyristor und vorzugsweise zwei Zündspulen bestehtn.
Die Asgänge der weiteren Impulsformerstufen werden zusätzlich mit weiteren Eingängen
der ODER-Verknüpfung 13 verbunden, so daß bei einer nahezu beliebigen Anzahl von
Zündkreisen immer nur ein einziger
Ladestromkreis 14 mit einem
einzigen, teueren Leistungstransistor benötigt wird. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen
mit einer hohen Zylinderzahl erhöht sich dadurch der Platzbedarf für das Steuergerät
der Zündanlage nur unwesentlich, da der Ladestromkreis durch den Ladetransformator
den meisten Platz beansprucht.
-
L e e r s e i t e