DE3227648A1

DE3227648A1 - Zuendung durch entladung eines kondensators mit einer automatischen funkenverzoegerung

Info

Publication number: DE3227648A1
Application number: DE19823227648
Authority: DE
Inventors: Philip A. 60085 Waukegan Ill. Anderson
Original assignee: Outboard Marine Corp
Current assignee: Outboard Marine Corp
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1983-02-10
Also published as: SE8204021D0; CA1175888A; AU8516582A; IT1189323B; GB2102881A; US4391236A; AU551447B2; FR2510198A1; HK69585A; FR2510198B1; SE451870B; GB2102881B; IT8248866A0; JPS5818559A; BE893918A; SE8204021L; JPH0654112B2

Description

- ίο -

Zündung durch Entladung eines Kondensators mit einer automatischen Funkenverzögerung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Zündungssysteme, bei denen ein Kondensator entladen wird, und insbesondere Zündsysteme, bei denen ein Kondensator entladen wird und die einen Kreis zur automatischen Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten der Maschine und zur schnelleren Wiederaufladung des Ladungskondensators nach einem Zündfunken aufweisen.

Aus den folgenden US-Patentschriften sind Zündsysteme bekannt, bei denen ein Kondensator entladen wird:

US-PS 3 750 637

US-PS 3 729 647

US-PS 3 898 972

US-PS 3 669 086

US-PS 3 715 650

US-PS 3 861 372

US-PS 4 132 208.

Die Erfindung betrifft einen Zündkreis, bei dem ein Kondensator entladen wird, wobei der Kreis im Zusammenhang mit einem Verbrennungsmotor verwendet und mit der Primärwicklung einer Zündspule verbunden werden kann. Der Kreis weist einen Ladungskondensator, einen siliciumgesteuerten Zündgleichrichter und einen Funkenverzögerungskreis auf, der den Ladungskondensator und den siliciumgesteuerten Zündgleichrichter in Reihe mit der Primärwicklung verbindet und der wirksam wird, um selektiv eine vorgegebene Zeitperiode lang nachdem der silicium-

gesteuerte Gleichrichter leitend wurde, die volle Entladung des Kondensators über die Primärwicklung zu verhindern, wodurch bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Maschine eine automatische Funkenverzögerung ermöglicht wird. Der Kreis zur Funkenverzögerung ist auch wirksam, um die Primärwicklung und den siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (SCR) selektiv von dem Ladungskondensator zu isolieren, um eine augenblickliche Wiederaufladung des Ladungskondensators zu bewirken, nachdem der Ladungskondensator über die Primärwicklung entladen wurde, um einen Zündfunken zu erzeugen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Funkenverzögerungskreis einen Thyristor mit einer Gate-Elektrode, einer Anoden- und einer Kathodenelektrode auf. Ein Anoden-Kathodenweg ist in Reihe zu dem Ladungskondensator, der Primärwicklung und dem siliciumgesteuerten Zündgleichrichter geschaltet. Außerdem weist der Funkenverzögerungskreis eine Verzögerungseinrichtung auf, durch die verhindert wird, daß der Transistor vor der vorgegebenen Zeitperiode nachdem der siliciumgesteuerte Zündgleichrichter leitend wurde, leitend wird. Die Verzögerungseinrichtung weist vorzugsweise ein RC-Verzogerungsnetzwerk auf, das einen Kondensator und einen Widerstand mit einem dazwischen angeordneten Verbindungspunkt aufweist. Ein Ende des Netzwerkes ist mit der Anodenelektrode des Thyristors verbunden. Das entgegengesetzte Ende des Netzwerkes ist mit der Kathodenelektrode des Thyristors verbunden. Die Verzögerungseinrichtung enthält auch ein Spannungsschwellenwert schaltelement, das vorzugsweise die Form einer Zener-Diode aufweist und zwischen der Gate-Elektrode des Thyristors und dem Verbindungspunkt des RC-Verzögerungsnetzwerkes vorgesehen ist, um zu verhindern, daß der Thyristor in der vorgegebenen'Zeitperiode leitend wird.

nachdem der siliciumgesteuerte Zündgleichrichter leitend wird. Die Verzögerungseinrichtung enthält außerdem eine den Strom in einer Richtung leitende Einrichtung, die vorzugsweise die Form einer Diode aufweist und zwischen der Anode des Thyristors und dem Verbindungspunkt des RC-Verzögerungsnetzwerkes vorgesehen ist, um eine Entladung des Kondensators des Verzögerungsnetzwerks über die Anode zu ermöglichen, wenn der Thyristor leitend geworden ist.

Die Erfindung betrifft auch einen Zündkreis, bei dem ein Kondensator entladen wird und bei dem die Verzögerungseinrichtung eine Einstelleinrichtung zum Variieren der vorgegebenen Zeitperiode aufweist. Dadurch wird die Einstellung der Zeitsteuerung des Zündfunkens ermöglicht. Genauer gesagt enthält die Verzögerungseinrichtung vorzugsweise ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Kondensator und einem Potentiometer, die in einem Verbindungspunkt miteinander verbunden sind, wobei ein Ende des Netzwerkes mit dem Thyristor und das entgegengesetzte Ende des Netzwerkes mit der Kathode des Thyristors verbunden ist. Die Einstellung des Potentiometers führt zur Einstellung der Zeitsteuerung des Zündfunkens. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zündkreis in Verbindung mit einem Drosselventil der Maschine wirksam und besitzt außerdem ein Hebelwerk zur Verbindung des Potentiometers mit dem Drosselventil, so daß die Zeitsteuerung des Zündfunkens in Antwort auf die Bewegung des Drosselventils einstellbar ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Zündsystem, bei dem ein Kondensator entladen wird, das im Zusammenhang mit einer Verbrennungsmaschine anwendbar ist und einen Entladungskondensator, eine Primärwicklung einer Zündspule, einen siliciumgesteuerten

Zündgleichrichter und einen Funkenverzögerungskreis der obenbeschriebenen Form aufweist, der in Reihe zu dem Ladungskondensator, der Primärwicklung und dem Zündgleichrichter angeordnet ist.

Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung betrifft die Vorsehung eines Zündkreises, bei dem ein Kondensator entladen wird, wobei der Zündkreis einen Zündverzögerungskreis aufweist, der in Verbindung mit einer Verbrennung sma sch ine wirksam ist, um eine automatische Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten zu ermöglichen, wodurch eine übervoreilung im mittleren Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich ermöglicht wird.

Ein weiteres Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung betrifft einen derartigen Zündkreis, bei dem der Zündverzögerungskreis ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Potentiometer aufweist, das wirksam ist, um die manuelle oder automatische Einstellung der Funkenverzögerung zu bewirken.

Ein weiteres Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung betrifft die Vorsehung eines Zündsystemes, bei dem ein Kondensator entladen, wird, das einen derartigen Funkenverzögerungskreis aufweist.

Ein weiteres Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung betrifft die Vorsehung eines derartigen Zündkreises, bei dem der Funkenverzögerungskreis derart wirkt, daß der Ladungskondensator anfängt sich unmittelbar, nachdem er sich entlädt, um einen Zündfunken zu erzeugen, wiederaufzuladen.

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Ein weiteres Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung betrifft ein Zündsystem, bei dem ein Kondensator entladen wird, das einen derartigen Funkenverzögerungskreis aufweist und das es ermöglicht, daß eine einzige Leistungsquelle wirksamer eine geeignete Zündspannung bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Maschine aufrechterhalten kann, wenn der Zündkreis bei Maschinen mit mehreren Zylindern eingesetzt wird.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Schaltbild des die verschiedenen Merkmale der Erfindung verkörpernden Zündsystemes, bei dem ein Kondensator entladen wird;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Teiles des in der Fig. 1 dargestellten Zündsystemes, das so abgeändert ist, daß es im Zusammenhang mit einer vier Zylinder aufweisenden Maschine verwendbar ist;

Fig. 3 ein Schematisches Schaltbild eines abgeänderten Bereiches des Zündsystemes der Fig. 1, wobei dieser abgeänderte Bereich zahlreiche Merkmale der Erfindung verkörpert.

Bevor die Ausführungsformen der Erfindung ausführlich erläutert werden, wird festgestellt, daß die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung be-

schrieben werden, oder in den Figuren dargestellt sind. Die vorliegende Erfindung kann auch andere Ausführungsformen aufweisen und auf verschiedene Weisen ausgeübt werden. Die hier verwendeten Redewendungen und Terminologien dienen nur dem Zwecke der Beschreibung und nicht der Beschränkung der Erfindung.

In der Fig. 1 ist ein Zündsystem 10 dargestellt, bei dem ein Kondensator entladen wird und das zahlreiche Merkmale der vorliegenden Erfindung verkörpert. Im allgemeinen weist das System 10 eine Leistungsquelle 12 auf, die eine Diodenbrücke 14 zur Zweiweggleichrichtung enthält, die so verbunden ist, daß sie eine Ladung des Ladungskondensators 16 ermöglicht. Das System 10 weist auch eine Zündspule 11 mit einer Primärwicklung 18 und einer Sekundärwicklung 20 auf, die an den Kontakten der Zündkerze 22 einen Zündfunken erzeugt, wenn sich der Ladungskondensator 16 über die Primärwicklung 18 entlädt. Die Entladung des Ladungskondensators 16 wird durch einen geeigneten Schalter, wie beispielsweise einem siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (SCR)24, gesteuert, der nach dem Anlegen eines Triggerimpulses an seine Gate-Elektrode 26 durch eine Triggerspule 28 leitend wird. Die " Triggerspule 28 kann an einer nicht dargestellten Triggerplatte angeordnet sein, die durch ein herkömmliches Drosselventil-Hebelwerk (nicht dargestellt ) bewegbar ist, um eine Einstellung der Zündzeitsteuerung zu ermöglichen. Die vorangehend aufgezählten Bauteile des Zündsystemes 10 sind im allgemeinen herkömmlicher Art, so daß eine ausführlichere Erläuterung nicht erforderlich ist.

Das Zündsystem 10 weist auch einen Funkenverzögerungskreis oder einen Kreis auf, der durch unterbrochene Linien umrandet und mit 30 bezeichnet ist und der in

Reihe zu dem Ladungskondensator 16, der Primärwicklung 18 und dem siliciumgesteuerten Zündgleichrichter 24 geschaltet ist. Wie dies weiter unten näher erläutert wird, ist die Funkenverzögerungseinrichtung oder der Kreis 30 wirksam, um beim Betrieb eine volle Entladung des Ladungskondensators 16 über die Primärwicklung 18 eine vorgegebene Zeitperiode lang nachdem der Gleichrichter 24 leitend wurde, zu verhindern. Auf diese Weise wird eine automatische Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten der Maschine ermöglicht, wodurch eine Übervoreilung im mittleren Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich ermöglicht wird. Der Funkenverzögerungskreis ist vorzugsweise auch wirksam, um die Primärwicklung 18 und den Gleichrichter 24 selektiv von dem Ladungskondensator 16 zu isolieren, um eine augenblickliche Wiederaufladung des Ladungskondensators 16 zu ermöglichen, nachdem der Ladungskondensator sich über die Primärwicklung 18 zur Erzeugung eines Zündfunkens entladen hat.

Während zahlreiche Funkenverzögerungseinrichtungen oder Kreise möglich sind, weist bei der bevorzugten Ausführungsform der Funkenverzögerungskreis 30 einen Thyristor auf, der vorzugsweise die Form eines siliciumgesteuerten Gleichrichters 32 zur "Isolierung" besitzt, und dessen Anoden-Kathodenweg in Reihe zu dem Anoden-Kathodenweg des Gleichrichters 24 geschaltet ist. Wie dies in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt ist, weist der Funkenverzögerungskreis 30 auch ein RC-Verzögerungsnetzwerk 34 mit einem Widerstand 36, einem Kondensator 38 und einem dazwischenliegenden Verbindungspunkt 39 auf. Ein Ende des RC-Verzögerungsnetzwerkes 34 ist über eine Anschlußleitung 52 mit der Anode 42 des siliciumgesteuerten Trenngleichrichters verbunden. Das gegenüberliegende Ende 44 des RC-Verzögerungsnetzwerkes 34 ist über eine Anschluß-

leitung 54 mit der Kathode 56 des siliciumgesteuerten Trenngleichrichters 32 verbunden. Der Funkenverzögerungskreis 30 enthält auch eine Spannungs-Schwellenwertschalteinrichtung, das vorzugsweise die Form einer Zener-Diode 60 aufweist, die zwischen die Gate-Elektrode 57 des siliciumgesteuerten Trenngleichrichters 32 und den Verbindungspunkt 39 des RC-Verzögerungsnetzwerkes geschaltet ist. Dies ist in der Fig. 1 dargestellt. Aus der Fig. 1 geht auch hervor, daß ein in einer Richtung einen Strom leitendes Schaltelement, das vorzugsweise die Form einer Diode 6 2 aufweist, zwischen die Anode 42 des Trenngleichrichters und die Leitung oder den Verbindungspunkt 3 9 geschaltet ist, um eine sofortige Entladung des Kondensators 38 zu ermöglichen, nachdem der Trenngleichrichter 32 leitend geschaltet wird, wie dies weiter unten erläutert werden wird.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise des Zündsystemes 10 wird vorausgesetzt, daß der Ladungskondensator 16 voll geladen ist und daß ein durch die Triggerspule 28 erzeugtes Triggersignal an die Gate-Elektrode 26 des Zündgleichrichters 24 angelegt wird. Wenn der Zündgleichrichter 24 leitend wird, beginnt ein Strom von dem Kondensator 16 durch die Zündspule 18 sowie den Zündgleichrichter 24 und durch den Widerstand 3 6 und den Kondensator 38 des RC-Verzögerungsnetzwerkes 34 zu fließen. Eine vorgegebene Zeitperiode später, wenn die Spannung an dem Kondensator 38 das Kippotential der Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung oder der Zener.-Diode 60 erreicht, wird die Spannung an die Gate-Elektrode 57 angelegt und der Trenngleichrichter 32 wird eingeschaltet, so daß die Ladungsspannung an dem Ladungskondensator 16 an der primären Zündspule 18 voll eingeprägt wird und die Zündkerze zündet. Die vorgegebene Verzö-

gerung des RC-Verzögerungsnetzwerkes 34, d.h. die vorgegebene Zeit, die erforderlich ist, damit sich an dem Kondensator 38 eine Spannung aufbauen kann, die ausreicht, um die Zener-Diode 60 zu zünden und den Trenngleichrichter 32 zu triggern, ermöglicht ein übervoreilen in dem mittleren Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich.

Genauer gesagt ist es bei einigen Arten von Verbrennungskraftmaschinen, Deispielsweise bei einer vierzylindrigen Schiffsmaschine, wünschenswert, daß im mittleren Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich der Funke in einem höheren Maße voreilt, als dies in dem höheren Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich der Maschine toleriert werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, die ein "übervoreilen" von 35° vor dem oberen Totpunkt bei 3.000 Umdrehungen pro Minute und eine "verzögerte" Voreilung von 29° bei 6.00 0 Umdrehungen pro Minute ermöglicht. Lediglich zum Zwecke eines Beispiels wird vorausgesetzt, daß ein nicht dargestelltes herkömmliches HebelwerK mit einer Triggerplatte und eine Stoppeinrichtung (trigger plate linkage and stop arrangement) verwendet werden, so daß bei 3.000 Umdrehungen pro Minute die Zündung 35° vor dem Oberen Totpunkt liegt. Beispielhaft wird auch vorausgesetzt, daß der Widerstand 36 einen Wert von 10 Kiloohm und der Kondensator 38 einen Wert von 0,33 Microfarad aufweist. Bei diesen Werten ergibt sich eine feste oder vorgegebene Zeitverzögerung von 0,33 Millisekunden zwischen der Zeit, zu der der Zündgleichrichter 24 getriggert wird und der Zeit, zu der die Spannung am Kondensator 38 das Kippotential der Zener-Diode 6 0 überschreitet, so daß der Trenngleichrichter 3 2 eingeschaltet wird und die Zündkerze zündet. Die Zeitverzögerung des RC-Netzwerkes entspricht bei 3.000 Umdrehungen pro Minute einer Funkenverzögerung von 6 °die durch das Hebelwerk mit der Zeitsteuerplatte und die Stoppeinrichtung korn-

pensiert wird, so daß die Zeitsteuerung 35° BTDC beträgt. Es wird festgestellt, daß bei einer höheren Umdrehungszahl pro Minute die feste RC-Verzögerung den Funken automatisch weiter verzögert. Beispielsweise führt die feste RC-Zeitverzögerung bei 6.000 Umdrehungen pro Minute zu einer Funkenverzögerung von 12°, so daß die Zündzeit um 29° BTDC verzögert wird. Dies kann von der Maschine toleriert werden. Demgemäß liefert der Funkenverzögerungskreis 3 0 bei höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten der Maschine eine automatische Funkenverzögerung und ermöglicht ein Übervoreilen der Maschine bei einem mittleren Umdrehungsbereich, wie dies oben beschrieben wurde.

Außerdem sorgt der Funkenverzögerungskreis 30 für eine sofortige Wiederaufladung des Ladungskondensators, nachdem sich der Ladungskondensator entlad, um den Zündfunken zu erzeugen. Eine derartige sofortige Wiederaufladung führt dazu, daß das Zündsystem bei einer hohen Umdrehungszahl pro Minute der Maschine eine geeignete Spannungsgröße aufrechterhält.

Genauer gesagt wird, wenn sich der Ladungskondensator 16 auf nahezu null Volt, entlädt (beispielsweise auf 3 oder Volt) und wenn der durch den Zündgleichrichter 24 und den Trenngleichrichter 32 fließende Strom auf einen Wert abfällt, der unter dem Haltestromwert eines der Gleichrichter (beispielsweise 20 Milliampere) fällt, der Stromf luis unterbrochen und die beiden Gleichrichter werden ausgeschaltet. Infolge des Übergangsstromflusses entlädt sich der Ladungskondensator 16 weiter bis auf einen unter null liegenden Wert, so daß eine Spannung (beispielsweise 3 Volt) einer Gegenelektromotorischen Kraft am Kondensator 16 erscheint. Diese Gegen EMK wird durch den Spannungsabfall der Dioden der Diodenbrücke 14 der Leistungsquelle begrenzt und hilft den Trenngleichrichter 3 2 auszuschalten.

Gewöhnlich könnte, ohne die Vorsehung eines Funkenverzögerungskreises 30 bei höheren Umdrehungszahlen pro Minute der Maschine das durch die Triggerspule 28 erzeugte Triggerspulensignal bewirken, daß der Zündgleichrichter 24 vorzeitig wieder eingeschaltet wird und es wüürde eine Restspannung von der Leistungsquelle 12 durch die Primärwicklung und den Zündgleichrichter fließen, weshalb verhindert würde, daß der Ladungskondensator 16 sich sofort nach der Entladung wiederaufladen würde.

Durch die Vorsehung eines Funkenverzögerungskreises 30 wird jedoch die Restspannung verhindert und der Ladungskondensator 16 beginnt sich unmittelbar nach der Entladung wieder aufzuladen. Dies erfolgt deshalb weil dann, wenn sich der Trenngleichrichter 32 ausschaltet, er nicht vorzeitig wieder eingeschaltet werden kann, weil die Gate-Elektrode des Trenngleichrichters durch die Zener-Diode 60 isoliert ist. Die Diode 62 ermöglicht die sofortige Entladung der Spannung des Kondensators 38 über den Trenngleichrichter 32, nachdem der Trenngleichrichter 32 leitend geschaltet wurde, so daß die Zener -Diode 60 nicht zünden wird. Die durch die Diode 6 2 ermöglichte sofortige Entladung des Kondensators 38 stellt außerdem sicher, daß die feste Zeitverzögerung des RC-Verzögerungsnetzwerkes 34 dieselbe bleibt, wobei sich der Kondensator 38 jedes Mal nach dem Triggern des Zündgleichrichters 24 von null Volt auflädt. Der Ladungskondensator 16 ist daher, wenn der Trenngleichrichter 3 2 ausschaltet, von der Primärwicklung und dem Zündgleichrichter isoliert, selbst wenn der Zündgleichrichter 24 vorzeitig wieder eingeschaltet wird. Der Ladungskondensator 16 beginnt sich daher sofort nach seinen Entladungen zur Erzeugung eines Zündfunkens wieder aufzuladen. Wie dies bereits festgestellt wurde, wird das

Ausschalten des Trenngleichrichters 32 durch die Gegen EMK des Ladungskondensators 16 unterstützt, die den Trenngleichrichter 32 sperrend vorspannt oder ausschaltet. Zum Zwecke eines Beispiels kann angenommen werden, daß der Trenngleichrichter 32 und der Zündgleichrichter 24 identisch sind und eine Nennspannung von 600 Volt aufweisen und daß der Ladungskondensator 16 einen Wert von !Microfarad besitzt.

Im allgemeinen ermöglicht der Funkenverzögerungskreis 30 die sofortige Wiederaufladung des Ladungskondensators, so daß zwischen den Zündfunken eine kürzere Zeitperiode erforderlich ist, damit der Kondensator voll geladen werden kann. Dieses Merkmal kann im Zusammenhang mit einer einzylindrigen Maschine angewendet werden, um beispielsweise die hohe Umdrehungszahl pro Minute der Maschine, bei der eine geeignete Zündspannung erzeugt wird, um wenigstens mehrere hundert Umdrehungen pro Minute auszudehnen.

Die vorliegende Erfindung ist auch hilfreich, um eine geeignete Zündspannung für mehrzylindrige Maschinen aufrechtzuerhalten, die ein Zündsystem, bei dem ein Kondensator entladen wird, aufweisen, das beispielsweise durch eine einzige Leistungsquelle versorgt wird. Die Fig. 2 zeigt einen Bereich eines Zündsystemes 10a, das gegenüber dem in der Fig. 1 dargestellten Zündsystem verändert ist, so daß es vier Sätze von Zündspulen, Zündkerzen, Triggerspulen und Zündgleichrichtem für den Betrieb einer vierzylindrigen Maschine aufweist. Der Rest des Zündsystemes 10a ist nicht dargestellt. Er entspricht jedoch dem Zündsystem 10, wenn man davon absieht, daß mit den Anschlußleitungen 50 und 52 an der Stelle von einem in der Fig. 1 dargestellten Satz

vier Sätze von Zündspulen, Kerzen, Triggerspulen und Zündgleichrichtern verbunden sind.

Ohne den Funkenverzögerungskreis 30 kann ein Zündsystem für vier Zylinder mit nur einer einzigen Leistungsquelle bei beispielsweise 4,000 Umdrehungen pro Minute anfangen in bezug auf seine Geschwindigkeit begrenzt zu werden, wobei dann bei 4,000 Umdrehungen pro Minute die Perioden zwischen den Zündfunken zu kurz sind, um eine volle Aufladung des Kondensators zu ermöglichen. Die Zündspannung würde dann anfangen abzufallen. Bei einer Geschwindigkeit der Maschine von beispielsweise 5,500 Umdrehungen pro Minute könnte dann eine Spannung vorliegen, die nicht ausreicht, die Zündung zu bewirken .

Mit dem Zündverzögerungskreis 30 kann das Zündsystem für die vier Zylinder, das nur eine einzige Leistungsquelle aufweist, bei einer relativ hohen Umdrehungszahl pro Minute, beispielsweise bei 6,500 Umdrehungen pro Minute wirksam bleiben und eine Spannung aufweisen, die noch zur Bewirkung der Zündung geeignet ist. Wie dies festgestellt wurde, ermöglicht der Funkenverzögerungskreis 30 die sofortige Wiederaufladung des Ladung skondensa tors, so daß eine kurze Zeitperiode zwischen den Zündfunken ausreicht, um den Ladungskondensator voll aufzuladen. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Funkenverzögerungskreises 30 kann die nutzbare Umdrehungsanzahl pro Minute der Maschine vergrößert werden, bevor der Betrieb der Maschine infolge einer unzureichenden Zündspannung bezüglich der Geschwindigkeit begrenzt wird.

In der Fig. 3 ist ein Bereich eines Zündsystemes 10b,

_n 90 _mm

bei dem ein Kondensator entladen wird, dargestellt, der gegenüber dem voranstellend beschriebenen Zündsystem 10 dahingehend geändert ist, daß der Widerstand 36 durch das Potentiometer 36b ersetzt ist, so daß der Funkenverzögerungskreis 30b eine Einstellung der Funkenzeitsteuerung der Maschine ermöglicht. Insbesondere kann der Widerstand des Potentiometers 30b zur Änderung der Länge der RC-Zeitverzögerung verändert werden, wodurch die Funkenverzögerung verändert wird. Das Potentiometer 36b kann auch, wenn dies gewünscht wird, über ein Hebelwerk 64 oder direkt mit einem schematisch dargestellten Drosselventil 66 verbunden werden, um das Erfordernis eines Drosselventil-Hebelwerkes und einer Stoppeinrichtung, die mit der bei einer herkömmlichen Zündzeitsteuereinrichtung vorgesehenen Triggerplatte verbunden sind, zu eliminieren. Auf diese Weise kann das Verzögerungsnetzwerk mit einem Potentiometer 3 6ü für manuelle Einstellungen zur Änderung der Funkenverzögerung der Maschine oder im Zusammenhang mit einem Drosselventil-Hebelwerk und einer automatischen Einstellung in Antwort auf das Drosselventil verwendet werden, um die Funkenverzögerung zu ändern, wobei das herkömmliche Drosselventil-Hebel werk, das zur Triggerplatte führt, eliminiert werden kann, wenn dies gewünscht wird.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Vekkm^nn, Dir., -Phys, Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

^vPk ■ 23. Juli 198;

8000 MÜNCHEN 86

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22

TELEFON (0 89) 980352

TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

Outboard Marine Corporation, 100 Sea-Horse Drive Waukegan, IL 60085 /Y.St.A.

Zündung durch Ent lad un." eines Kondensators nit einer automatischen IPunkenveraögerung

Patentansprüche

T./Zündkreis, bei dem ein Kondensator entladen wird, wobei der Kreis im Zusammenhang mit einer Verbrennungskraftmaschine anwendbar und mit der Primärwicklung einer Zündspule verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis einen Ladungskondensator (16), einen siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (24) und einen Verzöger'ungskreis (3 0) aufweist, der den Ladungskondensator (16) und den Zündgleichrichter (24) in Reihe zu der Primärwicklung (18) schaltet und wirksam ist, um eine volle Entladung des Kondensators (16) über die Primärwicklung (18) eine vorgegebene Zeitdauer lang nachdem der Zündgleichrichter (24) leitend wird,selektiv zu verhindern, wodurch bei höheren Umdrehungszahlen der Maschine eine automatische Funkenverzögerung bewirkt wird.
2. Kreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Funkenverzögerungskreis (30) einen Thyristor (32) mit einer Gate-Elektrode (57), einer Anode (42) und einer Kathode (56) aufweist, daß der Anoden-Kathoden-Weg in Reihe zu dem Ladungskondensator (16), der Primärwicklung (18) und dem Zündgleichrichter (24) geschaltet ist, und daß der Funkenverzögerungskreis außerdem eine Verzögerungseinrichtung aufweist, durch die vermeidbar ist, daß der Thyristor (32) in der vorgegebenen Zeitdauer, nachdem der Zündgleichrichter (24) leitend wird, in den leitenden Zustand geschaltet wird.
3. Kreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Kondensator (38) und einem Widerstand (3 6") , die in einem Verbindungspunkt (34) miteinander verbunden sind, aufweist, daß ein Ende des Netzwerkes mit der Anode (42) des Thyristors (32) und das gegenüberliegende Ende des Netzwerkes mit der Kathode (56) des Thyristors verbunden ist, daß die Verzögerungseinrichtung eine Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung (60) aufweist, die zwischen die Gate-Elektrode (57) und den Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes geschaltet ist, um zu verhindern, daß der Thyristor in der vorgegebenen Zeitdauer, nachdem der Zündgleichrichter (24) leitend wird, in den leitenden Zustand geschaltet wird.
4. Kreis nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeich net, daß die Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung eine Zener -Diode (60) aufweist, deren Anode mit der Gate-Elektrode (57) des Thyristors (32) verbunden ist und deren Kathode mit dem Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes verbunden ist.

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5. Kreis nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung ausserdem eine einen Stromfluß nur in einer Richtung ermöglichende Einrichtung (6 2) aufweist, die zwischen die Anode (42) des Thyristors (32) und den Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes geschaltet ist, um eine Entladung des Kondensators (38) des Verzögerungsnetzwerkes über diese Einrichtung (62) zu ermöglichen, wenn der Thyristor (32) leitend wird.
6. Kreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strom in nur eine Richtung leitende Einrichtung eine Diode (62) aufweist, deren Anode mit dem Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes verbunden ist und deren Kathode mit der Anode (4 2) des Thyristors (3 2) verbunden ist.
7. Kreis nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung eine Einstelleinrichtung (36b) zur Veränderung der vorgegebenen Zeitdauer aufweist, um dadurch die Einstellung der Zündfunken-Zeitsteuerung zu ermöglichen.
8. Kreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Kondensator (38) und einem Potentiometer (30b) aufweist, die in einem Verbindungspunkt (34) miteinander verbunden sind, daß ein Ende des Netzwerkes mit der Anode (4 2) des Thyristors (32) verbunden ist, daß das gegenüberliegende Ende des Netzwerkes mit der Kathode (56) des Thyristors (3 2) verbunden ist und daß eine Einstellung des Potentiometers (30b) zur Einstellung der Zündfunken-Zeitsteuerung dient.
9. Zündkreis, bei dem ein Kondensator entladen wird, wobei der Kreis in Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine verwendbar und mit der Primärwicklung einer Zündspule verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis einen Ladungskondensator (16), einen siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (24) und einen Funkenverzögerungskreis (3 0) aufweist, der den Ladungskondensator (16) und den Zündgleichrichter (24) in Reihe zu der Primärwicklung (18) schaltet und wirksam ist, um eine volle Entladung des Ladungskondensators (16) über die Primärwicklung (18) eine vorgegebene Zeitdauer lang nach dem Leitendwerden des Zündgleichrichters (24) selektiv zu verhindern, wodurch eine automatische Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungszahlen pro Minute der Maschine ermöglicht wird, und daß der Funkenverzögerungskreis (30) auch wirksam ist, um selektiv die Primärwicklung (18)'und den Zündgleichrichter (24) von dem Ladungskondensator (16) zu trennen, um eine sofortige Wiederaufladung des Ladungskondensators (16) zu ermöglichen, nachdem der Ladungskondensator (16) über die Primärwicklung (18) zur Erzeugung eines Zündfunkens entladen wurde.
10. Zündsystem, b'ei dem ein Kondensator entladen wird, wobei das System in Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen Ladungskondensator (16), eine Primärwicklung (18) einer Zündspule, einen siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (24) und einen Funkenverzögerungskreis (30) aufweist, der in Reihe zu dem Ladungskondensator (16), der Primärwicklung (18) und dem Zündgleichrichter (24) geschaltet ist, daß der Funkenverzögerungskreis (30) wirksam ist, um selektiv eine volle Entladung des Ladungskondensators (16) über die Primär-

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Wicklung (18) in einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Leitendwerden des Zündgleichrichters (24) zu verhindern, wodurch eine automatische Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungszahlen der Maschine pro Minute erreichbar ist.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkenverzögerungskreis (30) einen Thyristor (32) mit einer Gate-Elektrode (57), einer Anode (42) und einer Kathode (56) aufweist, daß der Anoden-Kathoden-Weg in Reihe zu dem Ladungskondensator (16), der Primärwicklung (18) und dem Zündgleichrichter (24) geschaltet ist und daß der Funkenverzögerungskreis außerdem eine Verzögerungseinrichtung aufweist, durch die verhinderbar ist, daß der Thyristor (32) in der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Leitendwerden des Zündgleichrichters (24) leitend wird.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Kondensator (38) und einem Widerstand (36) , die in einem Verbindungspunkt (34) miteinander verbunden sind, aufweist, daß ein Ende des Netzwerkes mit der Anode (42) des Thyristors (32) verbunden ist, daß das gegenüberliegende Ende des Netzwerkes mit der Kathode (56) des Thyristors (32) verbunden ist, daß die Verzögerungseinrichtung eine Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung (60) aufweist, die zwischen die Gate-Elektrode (57) des Thyristors (3 2) und den Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes geschaltet ist, um zu verhindern, daß der Thyristor (3 2) in der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Leitendwerden des Zündgleichrichters (24) leitend wird.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung eine Zener -Diode (60) aufweist, deren Anode mit der Gate-Elektrode (57) des Thyristors (32) und deren Kathode mit dem Verbindungspunkt (34) des RC-VerzÖgerungsnetzwerkes verbunden sind.
14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung eine Einrichtung (6 2) aufweist, die Strom nur in eine Richtung leitet und zwischen die Anode (4 2) des Thyristors (3 2) und den Verbindungspunkt (34) des Verzögerungsnetzwerkes geschaltet ist, um den Kondensator (38) des Verzögerungsnetzwerkes über diese Einrichtung (62) zu entladen, wenn der Thyristor (32) leitend wird.
15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strom nur in eine Richtung leitende Einrichtung eine Diode (42) aufweist, deren Anode mit dem Verbindungspunkt (34) des Verzögerungsnetzwerkes und deren Kathode mit der Anode (4 2) des Thyristors (3 2) verbunden sind.
16. System nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung eine einstellbare Einrichtung (3 0b) zur Veränderung der vorgegebenen Zeitdauer aufweist, um eine Einstellung der Zündfunken-Zeitsteuerung zu ermöglichen.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Kondensator (38) und einem Potentiometer (30b) aufweist, die in einem Verbindungspunkt (34) miteinander verbunden sind, daß

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ein Ende des Netzwerkes mit der Anode (42) des Thyristors (32) und das gegenüberliegende Ende des Netzwerkes mit der Kathode (56) des Thyristors (32) verbunden sind, und daß die Einstellung des Potentiometers (30b) zu einer Einstellung der Zündfunken-Zeitsteuerung führt.
18. System nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekenn zeichnet , daß es in Verbindung mit dem Drosselventil (66) einer Maschine wirksam ist und außerdem ein Hebelwerk (64) aufweist, um das Potentiometer (30b) mit dem Drosselventil (66) so zu verbinden, daß die Zündfunken-Zeitsteuerung in Antwort auf die Bewegung des Drosselventils (66) einstellbar ist.
19. Zündsystem, bei dem ein Kondensator entladen wird, für eine vierzylindrige Maschine, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ladungskondensator (16) , eine Leistungsquelle (12), die eine Zweiwegdioden-Gleichrichterbrücke (14) aufweist, deren Ausgangsanschlüsse mit dem Ladungskondensator (16) verbunden sind, vier Sätze von Zündkomponenten, von denen jeder Satz eine Primärwicklung (18) einer Zündspule und einen siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (24) aufweist, und einen Funkenverzögerungskreis (3 0)"aufweist, der in Reihe zu dem Ladungskondensator (16) geschaltet ist und wirksam ist, um selektiv eine volle Entladung des Ladungskondensators (16) über die Primärwicklung (18) in einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Leitendwerden jedes Zündgleichrichters (24) zu verhindern, wodurch eine automatische Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungszahlen der Maschine pro Minute geschaffen wird und daß der Funkenverzögerungskreis (30) auch wirksam ist, um die Primärwicklung (18) und den Zündgleichrichter (24) selektiv von dem Ladungskondensator (16) zu trennen, um eine sofortige Wieder-

aufladung des Ladungskondensators (16) zu ermöglichen, nachdem der Ladungskondensator (16) über die Primärwicklung (18) zur Erzeugung eines Zündfunkens entladen wurde.
20. Automatischer Funkenverzögerungskreis, der im Zusammenhang mit einem Zündsystem für eine Maschine, bei dem ein Kondensator entladen wird, verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das System einen Entladungskondensator (16), die Primärwicklung (18) einer Zündspule und einen siliciumgesteuerten Zündgleichrichter (24) aufweist, daß der Funkenverzögerungskreis (3 0) einen Thyristor (32) mit einer Gate-Elektrode (57), einer Anode (42) und einer Kathode (56) aufweist, daß der Anoden-Kathoden-Weg des Thyristors (32) in Reihe zu dem Ladungskondensator (16), der Primärwicklung (18) und dem Zündgleichrichter (24) schaltbar ist, daß der Funkenverzögerungskreis (30) ein RC-Verzögerungsnetzwerk mit einem Kondensator (38) und einem Widerstand (36) , die in einem Verbindungspunkt (34) miteinander verbunden sind, aufweist, daß ein Ende des Netzwerkes mit der Anode (42) des Thyristors (32) und das entgegengesetzte Ende des Netzwerkes mit der Kathode (56) -des Thyristors (32) verbunden sind, daß der Funkenverzögerungskreis (30) eine Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung (60) aufweist, die zwischen die Gate-Elektrode (57) des Thyristors (32) und den Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes geschaltet ist, um selektiv zu verhindern, daß der Ladungskondensator (16) über die Primärwicklung (18) in einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Leitendwerden des Zündgleichrichters (24) voll entladen wird, wodurch eine automatische Funkenverzögerung bei höheren Umdrehungszahlen der Maschine pro Minute bewirkbar ist.
21 . Kreis nach Anspruch 20, dadurch g e k e η zeichnet , daß Spannungs-Schwellwertschalteinrichtung (60) eine Zener-Diode aufweist, deren Anode mit der Gate-Elektrode (57) des Thyristors (32) verbunden ist und deren Kathode mit dem Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes verbunden ist.
22. Kreis nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß außerdem eine Diode (60) vorgesehen ist, deren Anode mit dem Verbindungspunkt (34) des RC-Verzögerungsnetzwerkes und deren Kathode mit der Anode (42) des Thyristors (32) verbunden sind.