DE3026142A1 - MAGNETIC IGNITIONER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
MAGNETIC IGNITIONER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINESInfo
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Abstract
Description
R. 6 40 8R. 6 40 8
18.6.1980 Ws/HmJune 18, 1980 Ws / Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
Magnetzünder für Brennkraftmaschinen Stand der TechnikState of the art magneto for internal combustion engines
Die Erfindung geht aus von einem Magnetzünder für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen, bekannten Magnetzünder wird die im Zündanker erzeugte Energie sowohl für die Zündung der Brennkraftmaschine als auch für die Versorgung weiterer Verbraucher verwendet (DE-PS 11 29 607). Hier liegt parallel zum Zündunterbrecher ein weiterer Verbraucher im Primärstromkreis, dem eine Diode vorgeschaltet ist. Bei jeder Umdrehung des Polrades werden im Zündanker abwechselnd positive und negative Spannungshalbwellen erzeugt, wobei der Zündunterbrecher zur Auslösung der Zündung während einer positiven Halbwelle im Strommaximum durch einen Unterbrechernocken geöffnet wird. Die Diode liegt für die positiven Spannungshalbwellen in Sperrichtung, so daß diese Spannungahalbwellen nicht durch den zusätzlich angeschlossenen Verbraucher belastet werden. Die zur Zündung nicht verwen-The invention is based on a magneto for internal combustion engines according to the genre of the main claim. In the case of such a known magneto, that is in the ignition armature generated energy both for the ignition of the internal combustion engine and for the supply of other consumers used (DE-PS 11 29 607). Here, parallel to the ignition interrupter, there is another consumer in the primary circuit, which is preceded by a diode. With each revolution of the pole wheel, positive alternations are generated in the ignition armature and negative voltage half-waves generated, wherein the ignition breaker for triggering the ignition during a positive Half-wave in the current maximum is opened by an interrupter cam. The diode is for the positive Voltage half-waves in the reverse direction, so that these voltage half-waves are not burdened by the additionally connected consumer. Not used for ignition
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deten negativen Spannungshalbwellen werden bei geöffnetem Zündunterbrecher zur Versorgung des Verbrauchers verwendet, denn die Diode liegt für diese Spannungshalbwellen in Durchlaßrichtung. The negative voltage half-waves are released when the Ignition interrupter is used to supply the consumer, because the diode is in the forward direction for these voltage half-waves.
Derartige Magnetzünder haben jedoch den Nachteil, daß der Zündunterbrecher nur über einen relativ kleinen Winkelbereich von 90° bis 130° je Umdrehung des Polrades geöffnet wird, dagegen in einem großen Winkelbereich von 230° bis 270° geschlossen ist und damit die Primärwicklung des Zündankers kurzschließt. Das hat zur Folge, daß allenfalls nur eine der negativen Spahnungshalbwellen je PοIradUmdrehung zur Versorgung des zusätzlichen Verbrauchers zur Verfügung steht.However, magneto ignition devices of this type have the disadvantage that the ignition interrupter only covers a relatively small angular range is opened from 90 ° to 130 ° per revolution of the pole wheel, on the other hand in a large angular range of 230 ° is closed up to 270 ° and thus short-circuits the primary winding of the ignition armature. This has the consequence that at most only one of the negative spanning half-waves per PοIrad revolution to supply the additional consumer is available.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße Magnetzünder mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Versorgung zusätzlicher, am PrimärStromkreis des Magnetzünders angeschlossener Verbraucher entscheidend verbessert wird, indem die Spannungshalbwellen, die zu den für die Zündung ausgenutzten Spannungshalbwellen entgegengesetzt gerichtet sind, nicht mehr durch den Zündunterbrecher kurzgeschlossen werden können. Ein weiterer Vorteil ist, daß unabhängig vom Schließwinkel des Zündunterbrechers der Kurzschluß dieser Spannungshalbwellen auf einfache Weise verhindert wird, indem eine in Sperrrichtung gepolte Diode als Halbleiter mit dem Zündunterbrecher in Reihe liegt. Besonders vorteilhaft ist, daß diese Diode auch bei einer vorhandenen Zündanlage nachträglich eingebaut werden kann.-The magneto according to the invention with the characterizing feature of the main claim has the advantage that the supply of additional consumers connected to the primary circuit of the magneto is decisive is improved by adding the voltage half-waves to the voltage half-waves used for ignition are directed in the opposite direction, can no longer be short-circuited by the ignition breaker. Another The advantage is that these voltage half-waves are short-circuited regardless of the dwell angle of the ignition interrupter is prevented in a simple manner by using a reverse-biased diode as a semiconductor with the ignition breaker is in series. It is particularly advantageous that this diode can also be retrofitted to an existing ignition system can be built in.
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Durch die im Unteranspruch aufgeführte Maßnahme ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Merkmales möglich. Durch diese Maßnahme läßt sich bei Magnetzündern mit einer außenliegenden Zündspule die Versorgung zusätzlicher Verbraucher wesentlich verbessern.The measure listed in the sub-claim is a advantageous further development and improvement of the feature specified in the main claim possible. By this measure For magneto ignition units with an external ignition coil, the supply of additional consumers is essential to enhance.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Magnetzünder in schematischer Darstellung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zündkerze und einem Akkumulator als zusätzlichen Verbraucher, Fig. 2 zeigt den Verlauf der Primärspannung beim umlaufenden Polrad und Fig. 3 zeigt einen Magnetgenerator mit außenliegender Zündspule und angeschlossener Akkumulatorbatterie.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail in the following description explained. 1 shows a magneto according to the invention in a schematic representation for an internal combustion engine with a spark plug and an accumulator as an additional consumer, Fig. 2 shows the course of the Primary voltage in the rotating pole wheel and FIG. 3 shows a magnetic generator with an external ignition coil and connected accumulator battery.
Beschreibung der AusführungsbeispxeleDescription of the execution examples
In Fig. 1 ist der Magnetzünder einer 1-Zylinder-Brennkraftmaschine mit 10 bezeichnet. Er besteht aus einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, umlaufenden Polrad 11, an dessen Umfang vier in Fig. 1 angedeutete Dauermagnete gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Das Polrad wirkt mit einem feststehenden Zündanker 12 zusammen, dessen Eisenkern eine Primärwicklung 13 und eine Sekundärwicklung 14 trägt. Die Sekundärwicklung 14 ist über ein Zündkabel 15 mit einer Zündkerze 16 der Brennkraftmaschine verbunden. Das Polrad 11 ist mit einem ebenfalls umlaufenden Unterbrechernocken 17 versehen, der einen Zündunterbrecher 18 betätigt. Im Primärstromkreis des Zündankers 12 liegt ferner ein FunkenlÖBchkondensator 19In Fig. 1 the magneto is a 1-cylinder internal combustion engine denoted by 10. It consists of a rotating pole wheel 11 driven by the internal combustion engine, on the circumference of which four permanent magnets indicated in FIG. 1 are arranged evenly distributed. The pole wheel works with a fixed ignition armature 12, the iron core of which has a primary winding 13 and a secondary winding 14 wears. The secondary winding 14 is via an ignition cable 15 connected to a spark plug 16 of the internal combustion engine. The pole wheel 11 is also rotating with a Interrupter cam 17 is provided which actuates an ignition interrupter 18. In the primary circuit of the ignition armature 12 is also a spark arresting capacitor 19
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parallel zur Primärwicklung 13. über eine Diode 20 ist ferner ein Verbraucher zur Primärwicklung 13 des Zündankers parallel geschaltet j der hier durch eine Akkumulatorbatterie 21 gebildet ist. An Batterieklemmen 22 und 23 des Akkumulators 21 können je nach Leistung verschiedene Glühlampen oder ein Signalhorn angeschlossen werden. Von der Akkumulatorbatterie 21 j dem Funkenlöschkondensator 19, dem Zündunterbrecher 18, der Primärwicklung 13 und der Sekundärwicklung 14 sowie der Zündkerze 16 liegt jeweils ein Anschluß an Masse.parallel to the primary winding 13th via a diode 20 is also a consumer connected in parallel to the primary winding 13 of the ignition armature j which is here by an accumulator battery 21 is formed. On the battery terminals 22 and 23 of the accumulator 21, depending on the power, different incandescent lamps or a Horn can be connected. From the accumulator battery 21 j the spark extinguishing capacitor 19, the ignition interrupter 18, the primary winding 13 and the secondary winding 14 and the spark plug 16 are each connected to ground.
Um die Stromversorgung für die Akkumulatorbatterie 21 und die daran angeschlossenen Verbraucher zu verbessern, ist der Zündunterbrecher 18 mit einem aus einer Diode 24 gebildeten Halbleiter in Reihe geschaltet. Diese Diode liegt für die zur Zündung benötigten Spannungshalbwellen des Zündankers 12 in Durchlaßrichtung.In order to improve the power supply for the accumulator battery 21 and the consumers connected to it, the ignition breaker 18 is one of a diode 24 formed semiconductor connected in series. This diode is responsible for the voltage half-waves required for ignition of the ignition armature 12 in the forward direction.
Die Wirkungsweise soll mit Hilfe der Fig. 2 näher erläutert werden. Dort ist der Verlauf der Primärspannung Up- auf der Zeitachse t, bei einem in Pfeilrichtung umlaufenden Polrad 11 für etwas mehr als eine Umdrehung dargestellt. Beim Beginn der ersten negativen Spannungshalbwelle der Primärwicklung 13 ist der Zündunterbrecher 18 geschlossen. Zum Zündzeitpunkt Zzp wird der Zündunterbrecher 18 durch den Unterbrechernocken 17 geöffnet. Der bis zu diesem Zeitpunkt über den Zündunterbrecher 18, und die Diode 24 fließende Primärstrom der Primärwicklung 13 wird dadurch unterbrochen. Dies hat in der Sekundärwicklung 14 einen Hochspannungsimpuls zur Folge, der über das Zündkabel 15 zur Zündkerze 16 gelangt und dort einen Zündfunken zur Auslösung der Zündung erzeugt. Der Zündunterbrecher 18 bleibt nun während der nachfolgenden positiven Spannungshalbwelle noch geöffnet, so daß diese SpannungshalbwelleThe mode of operation will be explained in more detail with the aid of FIG. There the course of the primary voltage Up - is shown on the time axis t, with a pole wheel 11 rotating in the direction of the arrow for a little more than one revolution. At the beginning of the first negative voltage half-cycle of the primary winding 13, the ignition interrupter 18 is closed. At the ignition time Zzp , the ignition interrupter 18 is opened by the interrupter cam 17. The primary current of the primary winding 13 flowing through the ignition interrupter 18 and the diode 24 up to this point in time is thereby interrupted. This results in a high-voltage pulse in the secondary winding 14, which reaches the spark plug 16 via the ignition cable 15 and there generates an ignition spark to trigger the ignition. The ignition interrupter 18 now remains open during the subsequent positive voltage half-wave, so that this voltage half-wave
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über die Diode 20 zur Akkumulatorbatterie 21 gelangt und den Akkumulator 21 auflädt. Wird nach etwa 130° Kurbelwelle der Zündunterbrecher 18 - wie in Fig. 2 angedeutet vom Nocken 17 wieder geschlossen, so kann durch die folgende negative Spannungshalbwelle wieder ein Strom über den Zündunterbrecher 18 und die Diode 24 fließen. Wäre die Diode nicht vorhanden, so würde auch bei der nachfolgenden zweiten positiven Spannungshalbwelle praktisch ein Kurzschlußstrom über den Zündunterbrecher 18 fließen. Durch die Einfügung der Diode 24 ist nunmehr sichergestellt, daß alle positiven Spannungshalbwellen der Primärwicklung 13 vom Zündunterbrecher 18 ferngehalten werden, da die Diode 24 für diese Spannungshalbwellen in Sperrichtung liegt. Demzufolge können nunmehr alle positiven Spannungshalbwellen der Primärwicklung 13 über die Diode 20 zur Akkumulatorbatterie 21 gelangen, wodurch eine wesentlich bessere Versorgung der dort angeschlossenen Verbraucher gewährleistet ist.reaches the accumulator battery 21 via the diode 20 and charges the accumulator 21. Is after about 130 ° crankshaft the ignition interrupter 18 - closed again by the cam 17 as indicated in FIG negative voltage half-wave, a current again flows through the ignition breaker 18 and the diode 24. Would be the diode does not exist, a short-circuit current would practically also occur with the subsequent second positive voltage half-wave flow through the ignition breaker 18. By inserting the diode 24 it is now ensured that all positive voltage half-waves of the primary winding 13 are kept away from the ignition breaker 18, since the Diode 24 is in the reverse direction for this voltage half-wave. As a result, all positive voltage half-waves can now the primary winding 13 reach through the diode 20 to the accumulator battery 21, whereby a substantial better supply of the consumers connected there is guaranteed.
Fig. 3 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel einen Magnetzünder 30 mit einer außerhalb des Magnetzünders 30 stationär angeordneten Zündspule 31. Bei diesem Magnetzünder ist ein Zündanker 32 mit nur einer Ankerwicklung 33 vorgesehen, intern die in Fig. 2 dargestellten, abwechselnd negativen und positiven Spannungshalbwellen für den Primärstromkreis erzeugt werden. Die bereits aus Fig. 1 bekannten Schaltungselemente sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Primärwicklung 13 der außenliegenden Zündspule 31 liegt parallel zur Ankerwicklung des ZündankersFig. 3 shows a further embodiment Magnetic igniter 30 with an ignition coil 31 arranged in a stationary manner outside of the magneto-igniter 30. In this magneto-igniter an ignition armature 32 with only one armature winding 33 is provided, internally those shown in FIG. 2 alternately negative and positive voltage half-waves are generated for the primary circuit. The already known from FIG Circuit elements are provided with the same reference numbers. The primary winding 13 of the external ignition coil 31 lies parallel to the armature winding of the ignition armature
32. Dabei ist die Primärwicklung 13 mit einer dritten32. The primary winding 13 is connected to a third
Γ ίο Γ ίο
Diode 34 als Halbleiter/in Reihe geschaltet, daß sie für die zur Zündung benötigten Spannungshalbwellen in Durchlaßrichtung liegt. Da in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.Diode 34 as a semiconductor / connected in series that they are used for the voltage half-waves required for ignition are in the forward direction. Since in the embodiment according to Fig.
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6 4 0 8 3026H26 4 0 8 3026H2
im Gegensatz zu Fig. 1 der Pluspol der Akkumulatorbatterie 22 auf Masse liegt, sind die Dioden 20 und 24 ebenfalls anders gepolt.in contrast to FIG. 1, the positive pole of the accumulator battery 22 is grounded, the diodes 20 and 24 are also polarized differently.
Die im folgenden beschriebene Wirkungsweise der Zündanlage nach Fig. 3 hat gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. zunächst einmal den Unterschied, daß zur Auslösung der Zündung nicht eine negative sondern eine positive Spannungshalbwelle der Ankerwicklung 33 verwendet wird. Außerdem wird der Primärstrom zum Zündzeitpunkt im Zündanker 32 nicht unterbrochen sondern in die Zündspule 31 geleitet. Beim Beginn der ersten positiven Spannungshalbwelle im Primärstromkreis ist der Zündunterbrecher 18 noch geschlossen, so daß praktisch ein KurζSchlußstrom von der Ankerwicklung 33 über die Diode 24 und den Zündunterbrecher 18 zur Masse fließt. Erreicht dieser Strom seinen Scheitelwert, so wird der Zündunterbrecher 18 zum Zündzeitpunkt durch den Unterbrechernocken VJ geöffnet und der Primärstrom schießt nun augenblicklich über die Diode 34 in die Primärwicklung 13 der außenliegenden Zündspule 31 ein. Dadurch wird in der Sekundärwicklung 14 der Zündspule 31 ein Hochspannungsimpuls erzeugt, der an der Zündkerze 16 einen Zündfunken zur Folge hat. Für die nachfolgende negative Spannungshalbwelle der Ankerwicklung 33 sind die Diode 24 und 34 jeweils in Sperrichtung geschaltet. Die negative Halbwelle gelangt daher vor der Ankerwicklung 33 zur Akkumulatorbatterie 21 und von dort über die in Durchlaßrichtung liegende Diode 20 zurück zur Ankerwicklung 33. Durch die Diode 24 wird unabhängig von der Arbeitsstellung des ZÜndunterbrechers 18 sichergestellt, daß alle positiven Spannungshalbwellen der Ankerwicklung 33 zur Versorgung der Akkumulatorbatterie 21 zur Verfügung gestellt werden. Die negativen Spannungshalbwelien werden durch die Akkumu-latorbatterie 21 nicht belastet, da die Diode 20 fürThe mode of operation of the ignition system according to FIG. 3 described in the following has the difference, compared to the exemplary embodiment according to FIG. In addition, the primary current in the ignition armature 32 is not interrupted at the time of ignition, but is fed into the ignition coil 31. At the beginning of the first positive voltage half-wave in the primary circuit, the ignition breaker 18 is still closed, so that practically a short-circuit current flows from the armature winding 33 via the diode 24 and the ignition breaker 18 to ground. When this current reaches its peak value, the ignition interrupter 18 is opened by the interrupter cam VJ at the time of ignition and the primary current now immediately flows into the primary winding 13 of the external ignition coil 31 via the diode 34. As a result, a high-voltage pulse is generated in the secondary winding 14 of the ignition coil 31, which results in an ignition spark at the spark plug 16. For the subsequent negative voltage half-wave of the armature winding 33, the diodes 24 and 34 are each switched in the reverse direction. The negative half-wave therefore reaches the accumulator battery 21 in front of the armature winding 33 and from there back to the armature winding 33 via the forward-biased diode 20 the accumulator battery 21 are made available. The negative voltage half-waves are not loaded by the accumulator battery 21, since the diode 20 for
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diese Spannungshalbwellen in Sperrichtung liegt.this voltage half-wave is in the reverse direction.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt da sie sich.bei allen Magnetzündern realisieren läßt, in deren Primärstromkreis Spannungshalbwellen mit abwechselnder Polarität auftreten und die zur Auslösung der Zündung nur Spannungshalbwellen einer bestimmten Polarität benötigen. Durch die Reihenschaltung der Diode 2H mit dem PrimärStromunterbrecher 18 wird eine optimale Versorgung' der über die Diode 20 an die Primärwicklung angeschlossenen zusätzlichen Verbraucher sichergestellt; und zwar unabhängig von der Polzahl des Polrades und vom Öffnungswinkel des Zündunterbrechers. Schließlich können in gleicher Weise auch zusätzliche Verbraucher an Zündanlagen für Mehrzylinder-Maschinen angeschlossen werden, bei denen alle Spannungshalbwellen mit gleicher Polarität zur Zündung benötigt werden. Dabei lassen sich anstelle der Dioden auch Transistoren oder andere Halbleiter bzw. elektronisch gesteuerte Schalter verwenden, sofern sichergestellt ist, daß sie für die zur Zündung benötigten Spannungshalbwellen auf Durchgang gesteuert sind.The solution according to the invention is not limited to the illustrated embodiments because it can be realized with all magneto ignition devices in whose primary circuit voltage half-waves with alternating polarity occur and which only require voltage half-waves of a certain polarity to trigger the ignition. The series connection of the diode 2H with the primary circuit breaker 18 ensures an optimal supply of the additional consumers connected to the primary winding via the diode 20; regardless of the number of poles of the pole wheel and the opening angle of the ignition interrupter. Finally, in the same way, additional consumers can also be connected to ignition systems for multi-cylinder machines in which all voltage half-waves are required with the same polarity for ignition. Instead of the diodes, transistors or other semiconductors or electronically controlled switches can also be used, provided that it is ensured that they are controlled for continuity for the voltage half-waves required for ignition.
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