DE2934573C2 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Zündanlage für BrennkraftmaschinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage fur Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des
Aus der DE-OS 2733400 ist eine transistorisierte Zündanlage dieser Art für Brennkraftmaschinen
bekannt, bei der zwei Hochspannungsschaltkreise mit zwei sekundärseitig über ein Diodennetzwerk zusammenmengeschalteten
üblichen Zündspulen von einem gemeinsamen Steuersignalgenerator zur Hochspannungserzeugung
im Gegentakt angesteuert werden. Jeder Hochspannungsschaltkreis ist mit zwei in Kaskade
hintereinander geschalteten Schalttransistoren versehen, wobei die Kollektoren der jeweiligen Endstufentransistoren
am Verbindungspunkt von Primär- und Sekundärwicklung der zugehörigen Zündspule liegen. Die in den Sekundärwicklungen der Zündspulen
jeweils induzierten iiochspannungsimpulse werden mittels des Diodennetzwerks einander überlagert, so
daß dem sekundärseitig angeschlossenen Zündverteiler eine nicht mehr ausschließlich impulsförmige, sondern
während eines Zündvorgangs kontinuierlich abfallende Überlagerungshochspannung zugeführt wird, die eine
Verlängerung der Zündfunkcnbildung an den Zündkerzen
und damit eine gleichmäßige Zündung insbesondere bei stark abgemagertem LufWBrennstoff-Ansauggemisch
ermöglichen soll.
Bei einer solchen Zündanlage sind somit zwei Zündspulen in Verbindung mit sekundärseitigen Hochspannungsdioden erforderlich, was sowohl in bezug auf die anfallenden Herstellungskosten als auch den erforderlichen Platzbedarf unwirtschaftlich ist. Darüber hinaus ist trotz der zur Verbesserung der Zündfreudigkeit des Magergemischs angestrebten Verlängerung der Funkenentladungsdauer an den Zündkerzen ein allmählicher Abfall des Entladungsstroms während der Zündfunkenbildung unvermeidlich, was die Effizienz dieser Zündanlage in der Praxis in Frage stellt.
Bei einer solchen Zündanlage sind somit zwei Zündspulen in Verbindung mit sekundärseitigen Hochspannungsdioden erforderlich, was sowohl in bezug auf die anfallenden Herstellungskosten als auch den erforderlichen Platzbedarf unwirtschaftlich ist. Darüber hinaus ist trotz der zur Verbesserung der Zündfreudigkeit des Magergemischs angestrebten Verlängerung der Funkenentladungsdauer an den Zündkerzen ein allmählicher Abfall des Entladungsstroms während der Zündfunkenbildung unvermeidlich, was die Effizienz dieser Zündanlage in der Praxis in Frage stellt.
Weiterhin ist aus der DE-AS 23 39 784 eine verteilerlose Zündanlage für Brennkraftmaschinen bekannt, bei
der zwei in Reihe liegende Schalttransistoren über jeweils eine zugehörige Diode kollektorseitig mit der
Primärwicklung einer Zündspule verbunden sind, die über eine Mittelanzapfung an Masse liegt und sekundärseitig
über gegenseitig geschaltete Dioden direkt mit Zündkerzen verbunden ist. Den Basen der Schalttransistoren
wird über Unterbrecherschalter eine Steuerspannung derart zugeführt, daß stets nur einer der
beiden Transistoren durchgeschaltet ist und zwischen der Umschaltung beide Transistoren jeweils für nur
eine gewisse Zeitdauer gesperrt sind. Die Unterbrecherschalter arbeiten hierbei im wesentlichen mi· der
Unterbrecherfrequenz eines üblichen Zündverteilers, bei der die Transistoren bei jedem Arbeitszyklus der
Brennkraftmaschine einmal zur Bildung einer impulsartigen diskontinuierlichen Funkenentladung gesperrt
werden. Auf diese Weise kann jedoch keine längere
Funkenentladung an den Zündkerzen hervorgerufen werden, sondern lediglich ein Zündverteiler üblicher
Bauart durch die Unterbrecherschalter in Verbindung mit den sekundärseitig erforderlichen Hochspannungsdioden
entfallen.
Ferner ist aus der DE-OS 2340 865 eine transistorisierte Zündanlage für Brennkraftmaschinen bekannt,
bei der ein Scbalttransistor von einem Impulsgenerator
über ein in Abhängigkeit von der jeweiligen Kurbelwellenstellung einer Brennkraftmaschine wirkendes Zeitglied
zur Erzielung einer variablen Zündfunkendauer ansteuerbar ist Hierbei wird der jeweilige Beginn eines
Z und Vorgangs in üblicher Weise von einem Unterbrecherschalter bestimmt und kann über Verzögerungsglieder variiert werden, während die Zünddauer über
betriebsparameterabhängige Stellgliederz. B. drehzahlabhängig
in Stufen verändert werden soll. Durch diese schaltungstechnisch recht aufwendige Prozeßregelung
wird jedoch nicht die Dauer der Zündvorgänge grundsätzlich
verlängert, sondern lediglich betriebsparameterabhängig gesteuert
Darüber hinaus ist aus der DE-OS 1639128 eine
Zündanlage für Brennkraftmaschinen bekannt, die nach dem üblichen Transformatorprinzip arbeitet, so
daß die sekundärseitig erzeugte Hochspannung allein vom Windungsverhältnis zwischen Sekundär- und Primärwicklung
des Zündtransformators abhängt Aufgrund des erforderlichen hohen Windungsverhältnisses
wird somit ein aufwendiger Zündtransformator mit großen Abmessungen benötigt. Außerdem werden die
Zündkerzen während der jeweiligen Zündperiode ständig mit der vorn Zündtransformator sekundärseitig
erzeugten Hochspannung beaufschlagt, was zu einem insbesondere bei Kraftfahrzeugen nachteiligen hohen
Stromverbrauch führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage der eingangs genannten Art derart auszugestalten,
daß zur Gewährleistung einer zuverlässigen Zündung auch bei wenig zündfreudigen Gemischverhältnissen
bei der Zündfunkenbildung an den Zündkerzen eine Trigger-Hochspannung in Verbindung mit
einer konstanten Verlängerung der Funkenentladung mit einfachen Mitteln erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.
Erfindungsgemäß ist somit eine einzige Zündspule vorgesehen, die als Transformator mit einem einen
Luftspalt aufweisenden Magnetkern, einer um den Magnetkern gewickelten einzigen Primärwicklung mit
einem mit dem einen Anschluß einer Gleichspannungsqu^Jle
verbundensn und die Primärwicklung in zwei Abschnitte aufteilenden Mittelabgriff sowie einer
mit den Zündkerzen verbindbaren einzigen Sekundärwicklung ausgebildet ist. Zwischen dem einen
Anschluß der Primärwicklung und dem anderen Anschluß der Gleichspannungsquelle liegt die Schaltstrecke
eines Schaltelements, während die Schaltstrecke eines weiteren Schaltelemente zwischen dem
anderen Anschluß der Primärwicklung und dem anderen Anschluß der Gleichspannungsquelle liegt, wobei
jeweils eine Gegenstromsperrdiode zwischen den Anschlüssen der Primärwicklung und den Schaltstrecken
der zugehörigen Schaltelemente angeordnet ist. Durch mit der Frequenz von zwei Rechteckimpulsfolgen
einander abwechselndes gleichzeitiges Abschaiten des Stroms durch den einen Abschnitt und Einschalten
des Stroms durch den anderen Abschnitt der Primärwicklung und gleichzeitiges Einschalten des
Stroms durch den einen Abschnitt und Abschalten des Stroms durch den anderen Abschnitt der Primärwicklung
werden mittels der Schaltelemente in der Sekundärwicklung Spannungsimpulse einander
abwechselnder Polarität mit einer zur Auslösung einer Funkenentladung an einer Zündkerze erforderlichen
Hochspannungsspitze an der jeweiligen Impulsvorderflanke
und einem darauf folgenden, zur Aufrechterhaltung der Funkenentladung ausreichenden konstanten
Hochspannungswert induziert
Der Zündfunken wird somit zunächst durch eine durch Ausnutzung gespeicherter magnetischer Energie
gewonnene Hochspannungsspitze eingeleitet und sodann durch die wesentlich niedrigere sekundärseitige
Transformatorspannung konstant aufrechterhalten, wobei sich dieser Vorgang in der vom Steuersignalgenerator
vorgegebenen Zünddauer mit der vom Impulsgeber bestimmten Impulsfolgefrequenz ständig wiederholt.
Aul" diese Weise läßt sich bei geringem Stromverbrauch ohne ein hohes Winuüngsverhältnis eine
zuverlässige Zündung auch bei magtrem oder einen hohen Abgas-Rückführungsanteil enthaltendem und
somit wenig zündfreudigem LufWBrennstofFgemisch
erzielen, da die das im Bereich der jeweiligen Zündkerze befindliche Luft-ZBrennstoffgemisch ionisierende
Hochspannungsspitze jeweils nur kurzzeitig anliegt und sodann zur Aufrechterhaltung der hierbei
entstehenden Funkenentladung durch die wesentlich geringere Sekundärspannung des Zündspulentransformators
ersetzt wird.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Zündanlage,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiei der Zündschaltung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Transformators
der Zündschaltung gemäß Fig. 2,
Fig. 4 und 5 Spannungsverläufe, die Funktion und Wirkungsweise der Zündanlage veranschaulichen,
Fig. 6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Luft-/Brennstoffverhäitnis und dem Brennstoffverbrauch
veranschaulicht,
F i g. 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele der Zündschaltung und
Fig. 9 und 10 graphische Darstellungen von unter Verwendung der Zündanlage ermittelten Versufhsergebnissen.
Li Pig. 1 sind jeweils in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeordnete Zündkerzen 1 bekannter
Art mit einer Mitteleiektrode und einer Masseelektrode schematisch dargestellt Die Brennkraftmaschine
ist nicht dargestellt, soll jedoch eine fremdgezündeie Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine
für ein Kraftfahrzeug sein.
Von einer Zündschaltung 20 wird den Zündkerzen 1 über einen Zündverteiler 10 eine Hochspannung zugeführt,
wobei der Zündverteiler 10 mit den Zündkerzen 1 über vier Hochspannungskabel 2 und mit der Zündschaltung
20 übe- ein Hochspannungskabel 3 verbunden ist.
Der Zündverteiler 10 ist in bekannter Weise aufgebaut und weist kreisförmig in gleichmäßigen Abständen
angeordnete Verteilerelektroden 11 sowie eine
Läuferelektrode 12 auf. Die Läuferelektrode 12 führt fur
jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eine Umdrehung aus, wobei jeweils beim
Vorbeilaufen an einer Verteilerelektrode 1.1 der zugehörigen Zündkerze 1 eine Hochspannung von der
Zündschaltung 20 zugeführt wird.
Mit der die Läuferelektrode 12 des Zündverteilers 10 tragenden Verteilerwelle dreht sich außerdem ein mit
vier Nockenvorsprüngen versehener Unterbrechernocken 13, der Unterbrecherkontakte 14 öffnet und
schließt, wobei das EIN-/AUS-Signal der Unterbrecherkontakte 14 der Zündschaltung 20 als Eingangssignal zugeführt wird und Beginn und Ende der Funkenentladung (Zündung) angibt.
Die Zündschaltung 20 setzt eine Gleichspannung von 12 Volt, die von einer die Gleichspannungisquelle bildenden Fahrzeugbatterie 4 abgegeben wird, in eine
Hochspannung von 20 kV um.
Nachstehend wird die Zündschaltung 20 unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben. Zunächst ist eine
Signalformerschaltung 21 bekannter Art vorgesehen, die das von den Unterbrecherkontakten 14 abgegebene
EIN-/AUS-Signal als Eingangssignal erhält und in ein
Rechteckimpulssignal umformt.
Ein Steuersignalgenerator 22 weist eine aütabile Kippstufe bekannter Art auf, die ein Rechteckimpulssignal
mit einer konstanten Frequenz von etwa 5 kHz erzeugt.
Ein UND-Glied 23 stellt eine logische UND-Verknüpfungsschaltung für die Ausgangssignale der
Signalformerschaltung 21 und des Steuersignalgenerators 22 dar. Wenn das Ausgangssignal der Signalformerschaltung 21 den Wert »1« aufweist, wird es mittels des
Ausgangsimpulses des Steuersignalgenerators 22 weitergeleitet, während im Falle des Wertes »0« des
Ausgangssignals der Signalformerschaltung 21 das Ausgängssigna! des UND-Gliedes 23 stets ein Signa! des
Wertes »0« ist
Ein UND-Glied 24 stellt eine logische UND-Verknüpfungsschaltung für die Ausgangssignale der
Signalformerschaltung 21 und das Ausgangssignal «ines Inverters 25 dar, das das invertierte Ausgangssignal des
Steuersignalgenerators 22 darstellt. Das UND-Glied 24 leitet das Ausgangsimpulssignal des Inverters 25 weiter,
wenn das Ausgangssignal der Signalformerschaltung 21 den Wert »1« aufweist, und gibt stets ein Signal des Wertes »0« ab, wenn das Ausgangssignal der Signalformerschaltung 21 den Wert »0« aufweist.
Zwei NPN-Leistungstransistoren 26 und 27 sind als Schaltelemente mit den Ausgängen der UND-Glieder
23 und 24 in Form einer Gegentakt-Schaltung verbunden. Hierbei ist die Basis des Transistors 26 über einen
Widerstand 28 mit dem Ausgang des UND-Gliedes 23 verbunden, während die Basis des Transistors 27 über
einen Widerstand 29 mit dem Ausgang des UND-Gliedes 24 verbunden ist. Außerdem sind die Transistoren
26 und 27 jeweils über eine entsprechende Gegenstromsperrdiode 31 bzw. 32 mit einem Transformator 40 einer
Zündspule verbunden, wobei ihr Kollektor jeweils mit der Kathode der zugehörigen Gegenstrom- Sperrdiode
31 bzw. 32 verbunden ist Die Emitter der Transistoren 26 und 27 liegen hierbei über eine Leitung L\ an dem
negativen Anschluß W der Batterie 4.
Der Transformator 40 weist eine Primäirwicklung 41
und eine Sekundärwicklung 42 in einem Windungsverhälinis 1:100 auf, so daß die von der Primärwicklung 41
erzeugte Spannung von der Sekundärwicklung 42 als hochtransformierte Ausgangsspannung abgegeben
wird. Endanschlüsse 43 und 44 der Primärspule 41 sind
mit der Anode der Gegenstrom- Sperrdiode 31 bzw. der
Anorde der Gegenstrom-Sperrdiode 32 verbunden, während ein Zwischenabgriff 45 über eine Leitung L:
mit dem positiven Anschluß /"der Batterie 4 verbunden
ist. Ein Anschluß 46 der Sekundärspule 42 ist mit der Läuferelektrode 12 des Zündverteilers 10 verbunden,
während der andee Anschluß 47 an Masse liegt.
Die Primärspule 41 und die Sekundärspule 42 sind in der in F i g. 3 dargestellten Weise auf einem Spulenkörper um 2 U-förmige Ferritkerne 48 herumgewickelt, die
einen Magnetkern mit einem geschlossenen magnetischen Kreis bilden. Der von den Ferritkernen 48 gebildete magnetische Kreis ist außerdem mit zwei Luftspalten 49 von jeweils annäherend 0,25 mm versehen, so
daß der gemeinsame bzw. zusammengefaßte Luftspalt annähernd 0,5 mm beträgt.
Durch Versuche wurde ermittelt, daß bei einem Windungsverhäitnis zwischen der Primärwicklung 41 und
der Sekundärwicklung 41 von 1 : 100 die Primärwicklung 20 Windungen und die Sekundärwicklung 2000
Windungen aufweisen sollte. In Fig. 9 sind die Ergebnisse der zur Bestimmung des Windungsverhältnisses
durchgeführten Versuche graphisch dargestellt, während Fig. 10 die Beziehung zwischen einer Trigger-Hochspannung der Sekundärspule 42 und dem Luftspalt der Ferritkerne 48 veranschaulicht. Wie F i g. 10 zu
entnehmen »5t, wird die höchste Spannung bei einem Luftspalt La von mehr als 0,5 mm erzeugt. Demgegenüber ist nach der Erzeugung der Triggcr-Hochspannung zur Aufrechterhaltung der Funkenentladung mit
einer stärkeren Rechteckimpulsspannung ein möglichst kleiner Luftspalt erforderlich.
Wenn eine Brennkraftmaschine mit der vorstehend beschriebenen Zündanlage betrieben wird, dreht sich
der Unterbrechernocken 13 des Zündverteilers 10 kontinuierlich und wirkt hierdurch ein Öffnen und
Schließen der Unterbrecherkontakte 14, was zur Folge hat, daß die Signalformerschaltung 21 der Zündschaltung 20 ein Rechteckimpulssignal mit dem in F i g. 4 (a)
dargestellten Verlauf abgibt, das heißt, die Signalformerschaltung 21 gibt ein Signal der Wertes »1« ab, wenn
die Unterbrecherkontakte 14 vom geschlossenen in den geöffneten Zustand übergehen, während beim Übergang der Unterbrecherkontakte 14 von dem geöffneten
in den geschlossenen Zustand ein Signal des Wertes »0« abgegeben wird.
Der Steuersignalgenerator 22 erzeugt das in F i g. 4 (b) dargestellte Rechteckimpulssignal mit einer konstanten
Frequenz von 5 kHz, wobei der Inverter 25 dieses Signal durch Inversion in ein neues Impulssignal umsetzt.
Das UND-Glied 23 erzeugt dann das in F i g. 4 (c) dargestellte zusammengesetzte Impulssignal, während das
UND-Glied 24 das zusammengesetzte Impulssignal gemäß Fig. 4 (d) erzeugt Die Leistungstransistoren 26
und 27 werden in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des zugehörigen UND-Gliedes 23 bzw. 24 durchgeschaltet und gesperrt, und zwar jeweils für die Zeitdauer
Γ gemäß Fig. 4, da den Basen der beiden Leistungstransistoren 26 und 27 Impulssignale entgegengesetzter
Phase zugeführt werden, so daß die Leistungstransistoren 26 und 27 ständig als Schaltelemente betrieben
werden.
In F i g. 5 (a) ist der Signal verlauf gemäß F i g. 4 (d) für die Zeitdauer T in vergrößertem zeitlichem Maßstab
dargestellt Hierbei wird der Leistungstransistor 26 zur Zeit /ι, bei der das Ausgangssignal des UND-Gliedes 24
von dem Wert »0« auf den Wert »1« übergeht, vom leitenden Zustand in den Sperrzustand geschaltet, während
der Leistungstransistor 27 vom Sperrzustand auf den leitenden Zustand umschaltet.
Wenn der Leistungstransistor 26 in den Sperrzustanri
geschaltet wird, fällt der bis zu diesem Zeitpunkt über
die Gegenstrom- Sperrdiode 31 und den Leistungstran- s sistor 26 fließenden Primärstrorii der Primärwicklung 41
niet.' jofort auf Null ab, wobei an den Anschlüssen 43
und 44 der Primärwicklung 41 eine Gegen-EMK in der in Fig. 2 durch den Pfeil Xgekennzeichneten Richtung
erzeugt wird. ·
Die den Anschluß 44 und den Transistor 27 miteinander verbindende Gegenstrom-Sperrdiode 32 unterbricht
nach der Umschaltung des Leistungstransistors 26 in den Sperrzustand den Stromkreis zwischen Kollektor
und Basis des Leistungstransistors 27, was zur Folge hat, daß in der in Fig. 5(B) dargestellten Weise am
Anschluß 43 der Primärwicklung 41 eine Hochspannungsspitzc
Vx erzeugt wird, die danach auf den ungefähr das Zweifache der Batterierspannung betragenden
Wert V1 abfällt.
In gleicher Weise wird der Leistungstransistor 26 zur
Zeit ft, bei der der Rechteckimpuls von dem Wert »1«
auf den Wert »0« übergeht, vom Sperrzustand in den leitenden Zustand geschaltet, während der Leistungstransistor
27 vom leitenden Zustand in den Sperrzustand übergeht.
Dementsprechend wird der über die Gegenstrom-Sperdiode 32 und den Leistungstransistor 27 fließende
Primärstrom unterbrochen und in der Primärwicklung 41 ;ine Gegen-EMKin der in Fig. 2 durch den Pfeil Y
gekennzeichneten Richtung erzeugt. Am Anschluß 43 der Primärwicklung 41 wird daher eine negative Hochspannungsspitze,
Vi erzeugt, die danach auf Massepotential abfällt.
Dieser Vorgang wiedeholt sich ständig, wodurch der Primärspannungsverlauf gemäß Fig. 5(B) erhalten
wird. In der Sekundärwicklung 42 des Transformators 40 wird hierbei entsprechend der Primärspannung eine
hochtransformierte Sekundärspannung induziert, die sodann den Zündkerzen 1 zugeführt wird.
Die Sekundärspule 42 erzeugt im Leerlauf eine Sekundärspannung mit dem in Fig. 5 (C) dargestellten
Verlauf, während bei Anschluß einer Zündkerze 1 die Sekundärspannung den in F i g. 5 (D) dargestellten Verlauf
annimmt.
Während der von dem Schaltvorgang der Unterbrecherkontakte
14 bestimmten Zeitdauer Γ gelangt nun die Läuferelektrode 12 des Zündverteilers 10 in die
Nähe einer der Verteilerelektroden 11, so daß einer der Zündkerzen 1 eine Hochspannung von der Zünd- so
schaltung 20 zugeführt wird.
An der Zündkerze 1 erfolgt somit eine Kapazitätsentladung
in Abhängigkeit von der der Primärspannung V\
entsprechenden Sekundärspannung, woraufhin die Funkentladung in Abhängigkeit von der der Primärspannung
V1 entsprechenden Sekundärspannung kontinuierlich
für eine lange Zeit erfolgt.
Dieser Vorgang wiederholt sich sodann, so daß an der Zündkerze 1 eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine
eine annähernd kontinuierliche Funkentladung über eine lange Zeitdauer erfolgt und das Luft/-Brennstoffgemisch
bei jedem Verbrennungszyklus gleichmäßig und zuverlässig gezündet wird.
Hierbei kann das der Brenn kraftmaschine zugeführte
Luft-ZBrennstoiTgemisch abgemagert oder eine beträchtliche Abgasrückführung vorgenommen
werden, ohne daß nachteilige Auswirkungen in bezug auf die Zündleistung auftreten, wodurch die Brennkraftmaschine
einen niedrigeren Brennstoffverbrauch aufweist und der Anteil an Schadstoffen im Abgas in
hohem Maße verringert wird.
Die in bezug auf den Brennstoffverbrauch erzielbare Verbesserung ist in Fig. 6 veranschaulicht. Die zur
Erstellung des Diagramms gemäß Fig. 6 an einer Brennkraftmaschine durchgeführten Versuche wurden
bei einer Drehzahl von 1400 min -' und einer Belastung bzw. einem Drehmoment von 1,2 kg · m sowie einem
dem stöchiometrischen Wert entsprechenden Luft/ Brennstoff-Verhältnis A/F von 14,8 vorgenommen. Bei
Ausstattung mit einer üblichen Zündanlage hatte die Brennkraftmaschine den durch die Kurve A gemäß
Fig. 6 veranschaulichten Brennstoffverbrauch, der einer Rate F von 460 (g/PS · h) entspricht, während bei
Ausstattung der Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Zündanlge die Kurve B erhalten wurde,
dis einer Verbrauchsrate von 425 (g/PS · h) entspricht,
was ein zufriedenstellendes Ergebnis darstellt.
Außerdem ist Fig. 6 zu entnehmen, daß bei einer
üblichen Zündanlage im Falle eines über dem Wert 18 liegenden Luft/Brennstoff-Verhältnisses ein Fehlzündungsbereich
beginnt, in welchem die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommt, während der Fehlzündungsbereich
bei der erfindungsgemäßen Zündanlage erst bei einem Luft/Brennstoff-Verhältnis von
mehr als 20 einsetzt, wodurch sich ebenfalls die Steigerung der Zündleistung belegen läßt.
Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Zündanlage die verwendeten
Leistungstransistoren 26 und 27 NPN-Transistoren sind, können in der in Fig. 7 dargestellten Weise statt
dessen auch PNP-Transistoren verwendet werden, wenn die Gegenstrom-Sperrdioden 31 und 32 in entgegengesetzter
Richtung geschaltet und die Batterie-Masseverbindung vertauscht werden.
Ferner wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel der Zündverteiler 10 zur Verteilung
der Hochspannung auf die Zündkerzen 1 verwendet, jedoch ist im Falle einer Zweizylinder-Brennkraftmaschine
auch eine direkte Verbindung der Zündkerzen 1 mit den Anschlüssen 46 und 47 der Sekundärwicklung
42 des Transformators 40 in der in Fi g. 8 dargestellten Weise möglich.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Steuersignalgenerator zur Erzeugung von
jeweils die Dauer einer Mehrfachzündung der Brennkraftmaschine bestimmenden Signalen,
einem mit dem Steuersignalgenerator verbundenen Impulsgeber zur Erzeugung von zwei jeweils um
180° zueinander phasenverschobenen Rechteckimpulsfolgen gleicher und konstanter, im Kilohertzbereich
liegender Frequenz während des Anstehens der die Dauer der Mehrfachzündung
bestimmenden Signale und einem Schaltkreis mit zwei steuerbaren Halbleiterschaltelementen, die
mit der Primärwicklung einer sekundärseitig mit Zündkerzen verbindbaren Zündspule in Reihe
geschaltet sind «ind von denen das eine Schaltelement
über sens» Steuerelektrode mit den Impulssignalen
der einen der beiden Rechteckimpulsfolgen und das andere Schaltelement über seine
Steuerelektrode mit den Impulssignalen der anderen der beiden Rechteckimpulsfolgen beaufschlagt
wird zum abwechselnden Ein- und Abschalten des Stromes durch die PrimärwickluKg und damit zur
Erzeugung einer Vielzahl von Zündfunken, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Zündspule vorgesehen
ist, die als Transformator (40) mit einem einen Luftspalt (49) aufweisenden Magnetkern (48),
einer um den Magnetkern (48) gewickelten einzigen Primärwicklung (41) mit einem mit dem einen
Anschluß einer Gleichspanr.ungsquelle (4) verbundenen und die Primärwicklung (41) in zwei
Abschnitte aufteilenden Mittelabgriff (45) sowie einer mit den Zündkerzen (1) verbindbaren einzigen
Sekundärwicklung (42) ausgebildet ist, daß die Schaltstrecke des einen Schaltelements (26) zwischen
dem einen Anschluß (43) der Primärwicklung (41) und dem anderen Anschluß der Gleichspannungsquelle
(4) und die Schaltstrecke des anderen Schaltelements (27) zwischen dem anderen Anschluß (44) der Primärwicklung (41) und dem
anderen Anschluß der Gleichspannungsquelle (4) liegt, daß jeweils eine Gegenstromsperrdiode (31
bzw. 32) zwischen den Anschlüssen (43 bzw. 44) der Primärwicklung (41) und den Schaltstrecken der
zugehörigen Schaltelemente (26, 27) angeordnet ist und daß durch mit der Frequenz der Rechteckimpulsfolgen
einander abwechselndes gleichzeitiges Abschalten des Stroms durch den einen Abschnitt
und Einschalten des Stroms durch den anderen Abschnitt der Primärwicklung (41) und gleichzeitiges
Einschalten des Stroms durch den einen Abschnitt und Abschalten des Stroms durch den
anderen Abschnitt der Primärwicklung (41) mittels der Schaltelemente (26, 27) in der Sekundärwicklung
(42) Spannungsimpulse einander abwechselnder Polarität mit einer zur Auslösung einer Funkenentladung an einer Zündkerze (1)
erforderlichen Hochspannungsspitze an der jeweiligen Impulsvorderflanke und einem darauf folgenden,
zur Aufrechterhaltung der Funkenentladung ausreichenden konstanten Hochspannungswert
induziert werden.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt des Magnetkerns im
wesentlichen mehr als 0,5 mm beträgt.
3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (26, 27) jeweils aus einem Transistor bestehen.
4. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das 'Windungsverhältnis
der Primärwicklung (41) zu der Sekundärwicklung (42) annähernd 1:100 beträgt und daß die
Primärwicklung (41) mehr als 20 Windungen aufweist
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP53119699A JPS5840030B2 (ja) | 1978-09-28 | 1978-09-28 | 点火装置 |
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