DE3230233C2

DE3230233C2 - Zündanlage für eine Zweitaktmaschine

Info

Publication number: DE3230233C2
Application number: DE3230233A
Authority: DE
Inventors: Norihisa Sakado Saitama Ishii; Nobuo Wako Saitama Miura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1981-08-13
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1986-07-03
Also published as: DE3230233A1; US4491121A

Abstract

Zündanlage für eine Zweitaktmaschine mit einem Drehkörper (22), der synchron mit der Kurbelwelle der Maschine drehbar ist und einen wahrnehmbaren Teil (24) aufweist, der sich in Umfangsrichtung des Drehkörpers (22) erstreckt, und mit einem Detektor (26), der in der Nähe des Drehkörpers (22) angeordnet ist, um die Umfangskantenteile (24a, 24b) des wahrnehmbaren Teils (24) zu erfassen und ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Amplitudenänderungen enthält, die beim Durchgang der Kantenteile (24a, 24b) in der Nähe des Detektors (26) auftreten. Das elektrische Signal wird durch einen Zündimpulsgenerator verarbeitet, der immer dann einen Zündimpuls erzeugt, wenn von den Amplitudenänderungen eine gewählte Änderung des elektrischen Signals auftritt. Die Umfangslänge des wahrnehmbaren Teils (?4) ist so gewählt, daß der Zündimpuls auftritt, wenn der Kurbelwellenwinkel der Kurbelwelle außerhalb des eine Rückdrehung zulassenden Winkelbereiches liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für eine Zweitaktmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, wie sie aus dem DE-GM 69 21 710 bekannt ist.

Bei dieser bekannten Zündanlage für eine Zweitaktmaschine wird der Zündimpuls dann erzeugt, wenn der Detektor den in Laufrichtung jeweils vorlaufenden Rand des Leitstückes wahrnimmt. Zur Rücklaufsicherung ist bei dieser Zündanlage das Leitstück so ausgelegt, daß dann, wenn der Sensor den in Rücklaufrichtung vorlaufenden Rand des Leitstückes wahrnimmt und einen Zündimpuls erzeugt, der Kurbelwellenwinkel außerhalb des einen Rücklauf zulassenden Bereiches liegt. Das heißt, das beim Rücklauf der Zündimpuls zu einer Zeit erzeugt wird, zu der der Verbrennungsraum der Maschine kein zündfähiges Brennstoff-Luft-Gemisch enthält. Um das zu erreichen ist es erforderlich, dem Leitstück eine erhebliche Länge zu geben, die bei der bekannten Zündanlage einen Winkelbereich von etwa 255° umfaßt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, die bekannte Zündanlage für eine Zweitaktmaschine mit Rücklaufsicherung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubilden, daß es möglich ist, die Länge des Leitstücks auf der Umfangsfläche des Drehkörpers zu verringern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan-Spruchs 1 gelöst.

Im Gegensatz zu der bekannten Zündanlage wird bei der erfindungsgemäßen Zündanlage der Zündimpuls immer dann erzeugt, wenn der Detektor den in der jeweiligen Laufrichtung, d. h. in Vor- oder Rücklaufrichtung nachlaufenden Rand des Leitstückes wahrnimmt. Da sich der gesamte Winkelbereich, in dem ein Rücklauf der Maschine möglich ist, aus zwei Teiiwmkelbereichen vor und hinter dem oberen Totpunkt jeweils zusammensetzt und der Winkelbereich vor dem oberen Totpunkt wesentlich größer als hinter dem oberen Totpunkt ist und gleichfalls der Zündvorstellwinkel in den Bereich hinter dem oberen Totpunkt fällt, muß bei der erfindungsgemäßen Zündanlage das Leitstück lediglich einen Winkelbereich überspannen, der vom Zündvorstellwinkel bis zum Rand des Winkelbereiches hinter dem oberen Totpunkt reicht, in dem ein Rücklauf möglich ist Bei der bekannten Zündanlage muß demgegenüber das Leitstück einen Winkelbereich überspannen, der den Zündvorstellwinkel sowie den gesamten vor dem oberen Totpunkt liegenden Teil des Winkelbereiches umfaßt, in dem ein Rücklauf möglich ist.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zündanlage sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiei der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Drehkörper mit Leitstück und den zugehörigen Detektor bei einer Zündanlage für eine Zweitaktmaschine mit Rücklaufsicherung,

Fig. 2A und 2B in Diagrammen die Wellenform der elektrischen Signale, die vom Detektor beim normalen Vorlauf und beim Rücklauf der Maschine erhalten werden,

F i g. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Zündanlage mit der in F i g. 1 dargestellten Anordnung,

F i g. 4 und 5 die relative Lage der einzelnen Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Anordnung bei einer bekannten Zündanlage,

F i g. 6 die relative Lage der einzelnen Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Anordnung bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündanlage, und Fig. 7A und 7B in Diagrammen jeweils die Wellenform der elektrischen Signale, die bei einer Abwandlungsform der in F i g. 1 dargestellten Anordnung erhalten werden.

In Fig. 1 ist eine aus einem Drehkörper und einem Detektor bestehende Anordnung 20 für eine Zündanlage für eine Zweitaktmaschine mit Rücklaufsicherung dargestellt. Die Anordnung 20 enthält einen Drehkörper 22, der mit der nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden ist, so daß er sich synchron mit der Kurbelwelle dreht. Der Drehkörper 2 trägt am radialen Außenumfang ein Leitstück 24. das aus einem magnetischen Element besteht und in Umfangsrichtung des Drehkörpers 22 verläuft. Ein magnetischer Sensor 26 ist in der Nähe des Drehkörpers 22 angeordnet und weist einen Ma-

gnetpol 26a auf, der bei der Drehung des Drehkörpers 22 wiederholt dem Leitstück 24 gegenüber zu liegen kommt Der magnetische Sensor 26 enthält weiterhin eine nicht dargestellte Impulsgeberspule, die magnetisch mit dem Magneten, der den Magnetpol 26a aufweist, gekoppelt ist und eine Ausgangsklemme 266 aufweist, so daß an der Ausgangskiemme 266 im Gleichlauf mit der Drehung des Drehkörpers 22 ein elektrisches Signal erscheint Da das magnetische Feld, mit dem die Impulsgeberspule gekoppelt ist, sich an den beiden Rändern 24a und 246 des Leitstückes 24 ändert, hat das an der Ausgangsklemme 266 auftretende elektrische Signal Amplitudenänderungen, die dann auftreten, wenn die Ränder 24a und 246 vor dem Magnetpol 26a des magnetischen Sensors 26 vorbeigehen.

F i g. 2A und 2B zeigen die Wellenformen des elektrischen Signals vom magnetischen Sensor 26 bei der normalen Drehung in Vorlaufrichtung A der Kurbelwelle und bei einem Rücklauf in die Richtung B jeweils. Wie es in F i g. 2A dargestellt ist, entspricht die Amplitudenänderung P dem Rand 24a, während die Amplitudenänderung Q dem Rand 246 entspricht In Fig.2B entsprechen die Amplitudenänderungen P' und Q' jeweils den Rändern 24a und 246.

In F i g. 3 ist ein Zündimpulsgenerator 30 vom sogenannten Lade-Entlade-Typ dargestellt, der mit einem elektrischen Generator G' verbunden ist. Der Generator Cist mit einer Anordnung aus einem Drehelement und einem Detektor versehen, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist Der Zündimpulsgenerator 30 enthält eine Diode D\, über die die elektrische Spannung von der Statorspule 16 an einem Ladekondensator Q liegt Der Kondensator C\ wird durch einen Strom aufgeladen, der über die Diode D\, den Kondensator Q und die Primärwicklung PCeines Transformators rfließt. Das am Ausgang 266 des Detektors erzeugte elektrische Signal liegt über einen Triggerschaltkreis aus einer Diode Di, Widerständen R\ und /?2 und einem Kondensator Ci an der Steuerklemme eines gesteuerten Gleichrichters TH, beispielsweise eines Thyristors. Der Gleichrichter TH liegt mit seiner Anode an der Anode der Diode D\ und mit seiner Kathode an Masse. Die Sekundärwicklung SC des Transformators T ist mit einem Zünder 32 verbunden, der im nicht dargestellten Zylinder der Zweitaktmaschine vorgesehen ist.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau liefert der Zündimpulsgenerator 30 auf positive Impulse vom Ausgang 266, beispielsweise auf die Impulse P und Q in Fi g. 2A und 2B ansprechend, dem Zünder 32 wiederholt Zündimpulse.

Anhand von F i g. 4 wird im folgenden die Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels der bekannten Zündanlage beschrieben. In F i g. 4 gibt die Bezugswinkelstellung TOP bezüglich der Drehachse der Kurbelwelle, d. h. bezüglich des Drehkörpers 22, einen Kurbelwellenwinkel gleich 0 Wieder, an dem sich der Kolben am sogenannten oberen Totpunkt befindet.

Ein Zündimpuls wird bei der normalen Vorlaufrichtung in Richtung des Pfeiles A immer dann erzeugt, wenn der Sensor den in dieser Richtung vorlaufenden Rand 24n des Leitsiückes 24 wahrnimmt, so daß der Zündimpuls mit einem Vorstellwinkel Θ, gegenüber dem oberen Totpunkt erzeugt wird.

Es ist bekannt, daß es einen sogenannten, einen Rücklauf zulassenden Winkcibereich θ gibt, in dem ein Rücklauf in die Richtung ό der Kurbelwelle, beispielsweise im Uhrzeigersinn, möglich ist. Der den Rücklauf zulassende Bereich Θ wird von einem Bereich vor dem oberen Totpunkt θι und einem Bereich hinter dem oberen Totpunkt Θ_Γ gebildet Wie es in F i g. 4 dargestellt ist ist der vor dem oberen Totpunkt liegende Bereich θί wesentlich breiter als der hinter dem oberen Totpunkt liegende Bereich Θ_Γ. Die Länge des Leitstückes 24 ist durch einen Winkel θι angegeben.

Die Rücklaufsicherheit der bekannten Zündanlage ergibt sich dadurch, daß in der in Fig.5 dargestellten Weise beim Rücklauf in die Richtung B der Zündimpuls dann erzeugt wird, wenn der magnetische Sensor 26 den in dieser Richtung vorlaufenden Rand, d. h. in diesem Fall den Rand 246 des Leitstückes 24, wahrnimmt Der zum Rand 24a ausgerichtete Kurbelwellenwinkel liegt dann aufgrund der Länge des Leitstückes außerhalb des Bereiches 0/vor dem oberen Totpunkt der einen Rücklauf zulassen würde. Der Zündimpuls Wird somit zu einem Zeitpunkt erzeugt, an dem AusJaß des Brennraumes der Zweitaktbrennkraftmaschine geöffnet und der Kraftstoffeinlaß geschlossen ist und somit kein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch im Verbrennungsraum der Maschine vorhanden ist In diese*- Weise wird ein Lauf der Maschine in die falsche Richtung, d. h. ein Rücklauf der Maschine, verhindert

Wenn somit angenommen wird, daß die Längirichtung des Kurbelarmes in einer linie mit dem vorderen Rand 24a des Drehkörpers 22 verläuft, so befindet sich der magnetische Sensor 26 in der Winkelstellung — ft, gemessen von der Bezugswinkelstellung TOP, bei der normalen Drehrichtung A. so daß ein Zündzeitpunkt —Θϊ erhalten wird, da ein positiver Impuls P, wie es in Fig.2A dargestellt ist, am Ausgang 266 bei jederr. Durchgang des Randes 24a vor dem magnetischen Sensor 26 auftritt.

Bei einer Rückdrehung in die Richtung B wird ein positiver Impuls Q', wie er in F i g. 2B dargestellt ist vom magnetischen Sensor 26 dann erzeugt, wenn er den Durchgang des Randes 246 wahrnimmt, wie es im einzelnen in Fig. 5 dargestellt ist Zu diesem Zeitpunkt liegt der Rand 24a, der den Zündfunken beim Vorlauf auslöst und mit dem der Kurbelwellenwinkel ausgerichtet :?t. bei einer Winkelstellung θι — θ* so daß der Zündzeitpunkt bei einem Rücklauf durch den Winkel θι — 0j gegeben ist. Dieser Zündzeitpunkt liegt außerhalb des einen Rücklauf zulassenden Bereiches Θ, wenn die Länge des Leitstückes 24 so gewählt ist, daß die Beziehung θι — θ,- größer θί erfüllt ist, wie es im einzelnen in F i g. 5 dargestellt ist. Da in allgemein bekannter Weise der Winkel θί gewöhnlich etwa 80° beträgt und der Winkel θί gewöhnlich bei etwa 10° liegt, muß der Winkel θι größer als etwa 90° sein. Das Leitstück 24 hat daher eine relativ groäe Länge.

Bei der bekannten Zündanlage erfolgt somit die Auslösung des Zündimpulses immer dann, wenn der magnetische Sensor den in der jeweiligen Laufrichtung vorlaufenden Rand des Leitttückes wahrnimmt.

Im folgenden wird anhand von F i g. 6 die Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zündanlage beschrieben, bei der der Zündimpuls immer dann erzeugt wird, ~venn der magnetische Sensor den in der jeweiligen Laufrichtung nachlaufenden Rand des Leitstückes wahrnimmt. Bei einem Rücklauf der Kurbelwelle in die Richtung B wird der Züiid'mpuls dann beim Durchgang des Randes 24a vor dem magnetischen Sensor 26 erzeugt. Der Zündzeitpunkt für den Rücklauf liegt daher bei (9, + J>;, wie es in F i g. 6 dargestellt ist Damit dieser Zündzeitpunkt beim Rücklauf außerhalb des einen Rücklauf zulassenden Winkelbereiches, d. h. außerhalb des Bereiches 0_r hinter dem oberen Totnnnkt

liegt, muß lediglich die Beziehung Θ, + Θΐ > θ, erfüllt sein. Da der Winkel 6_r gewöhnlich nur etwa 20" betragt, muß der Winkel 6*/nur größer als etwa 10° sein, was eine erhebliche Verringerung der Länge des Leitstückes gegenüber der bekannten Zündanlage bedeutet.

Es ist somit ersichtlich, daß die Länge des Leitstückes 24 durch eine Anordnung verringert werden kann, bei der der Zündimpuls bei der normalen Drehung der Kurbelwelle und beim Rücklauf jeweils durch den in beide Laufrichtungen nachlaufenden Rand des Leitstückes erzeugt wird. Der Grund dafür besteht darin, daß einerseits der einen Rücklauf zulassende Teilwinkelbereich &r hinter dem oberen Totpunkt wesentlich kleiner als der entsprechende Bereich θ/ vor dem oberen Totpunkt ist und daß andererseits das Leitstück lediglich einen Winkelbereich überdecken muß, der gleich der Differenz zwischen dem Zündzeitpunkt θ, und dem Rand des genannten Winkeibereiches θ_τ hinter dem oberen Totpunkt ist.

Wenn der magnetische Sensor 26 so ausgebildet und angeordnet ist, daß er ein elektrisches Signal erzeugt, das die in F i g. 7 A dargestellte Wellenform hat und aufeinanderfolgende negative und positive Spitzen Pa und Pb jeweils enthält, die den beiden Rändern 24a und 246 des Leitstückes 24 entsprechen, wird keine Änderung am Zündirnpulsgenerator 30 von F i g. 3 notwendig sein, um das oben anhand von F i g. 6 beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündanlage zu erhalten, bei der der Zündimpuls beim Durchgang des Randes 246 des Leitstückes 24 vor dem magnetischen Sensor 26 beim normalen Lauf der Maschine erzeugt wird. In diesem Fall hat das elektrische Signal vom magnetischen Sensor 26 beim Rücklauf der Maschine eine Wellenform, wie sie in Fi g. 7B dargestellt ist.

Obwohl ein magnetischer Sensor 26 zum Wahrnehmen der Winkelstellung der Kurbelwelle bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündanlage dieme, kann auch ein Detektor anderer Art. beispielsweise ein Fotodetektor, ein mechanischer Schalter usw. statt des magnetischen Sensors 26 verwandt werden, falls das bevorzugt sein sollte. In diesem Fall muß das Leitstück 24 nicht magnetisch sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Zündanlage für eine Zweitaktmaschine mit einem Drehkörper, der sich synchron mit der Kurbelwelle der Maschine in der normalen Vorlaufrichtung und einer Rücklaufrichtung drehen kann und ein Leitstück aufweist, das in Umfangsrichtung auf der radial außen liegenden Umfangsfläche verläuft, einem Detektor, der in einer bestimmten Winkellage der Drehachse der Kurbelwelle und in der Nähe der äußeren Umfangsfläche des Drehkörpers so angeordnet ist, daß er die beiden Ränder des Leitstückes in Umfangsrichtung erfaßt und ein elektrisches Signal erzeugt, das zwei Amplitudenänderungen entgegengesetzter Polarität zeigt, die den beiden Rändern des Leitstückes entsprechen, und einer einen Zündimpuls erzeugenden Schaltung, die mit dem Detektor verbunden ist und den Zündimpuls auf eine Amplitudpaänderung des elektrischen Signals mit einer gewählten Polarität ansprechend erzeugt, wobei die Winkellage des Detektors bezüglich der Kurbelwelle und die Umfangslänge des Leitstückes so gewählt sind, daß der Kurbelwellenwinkel beim Rücklauf außerhalb des einen Rücklauf zulassenden Zündwinkelbereiches liegt, der aus einem vor und einem hinter dem oberen Totpunkt liegenden Winkelbereich besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor die Amplitudenänderung des elektrischen Signals mit der gewählten Polarität dann erzeugt, wenn er den jeweils nachlaufenden Rand des Leitstückes in Vor- und Rücklaufrichtung der Kurbelwelle wahrnimmt

2. Zündanlage nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitstück aus einem magnetischen Element besteht und daß der Detektor ein magnetischer Sensor ist, der auf Änderungen im hindurchgehenden Magnetfeld ansprechend ein elektrisches Signal erzeugt.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper aus einem magnetischen Element besteht, und daß das Leitstück ein Vorsprung ist, der am Außenumfang des Drehkörpers angebracht ist.