DE3319952A1

DE3319952A1 - Zuendvorrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE3319952A1
Application number: DE19833319952
Authority: DE
Inventors: Toshio Tokyo Inamura; Hirokazu Shimojo
Original assignee: Sigma Electronics Planning KK
Current assignee: Sigma Electronics Planning KK
Priority date: 1982-06-05
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1983-12-08
Also published as: US4506650A; FR2528118B1; IT8348409A0; GB8315277D0; FR2528118A1; JPS6142111B2; DE3319952C2; JPS58214670A; IT1170382B; GB2121477A; GB2121477B

Description

ZÜNDVORRICHTUNG Fl)R EINE VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine .

Bei einer Zündvorrichtung dieser Art ist zu Beginn des Entladevorganges eine Hochspannung erforderlich, die hoch genug
ist, um einen Durchschlag der Funkenstrecke der Verbrennungskraftmaschine zu bewirken. Andererseits sollte durch die Entladungsstrecke ein hoher Entladungsstrom fließen, um die Zündwirkung der Maschine zu erhöhen. Die obengenannten Forderungen nach der Erzeugung einer hohen Spannung und der Zuführung
eines großen Entladestromes sind für die Herstellung der Zündspule einander entgegengerichtet.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche die einer üblichen Zündspule auferlegten Begrenzungen ausschaltet und somit eine hohe Spannung für einen Durchschlag der Funkenstrecke und einen
großen Entladestrom zur Sicherung der Zündung ermöglicht.

Um das obengenannte Ziel zu erreichen, ist gemäß der Erfindung außer den beiden Endklemmen der Sekundärwicklung der Zündspule an der Sekundärwicklung oder einer Tertiärwicklung der Zündspule eine Stromzuführklemme vorgesehen, wobei eine Diode mit
der Stromzuführungsklemme verbunden ist, wobei ferner mit einem Ende der Sekundärwicklung ein Impedanzelement verbunden ist,
das einen Gleichstrom hindurchfließen lassen kann, wobei weiter die Diode und das Impedanzelement an einem Ende gemeinsam miteinander verbunden sind, wobei auch die Funkenstrecke der Verbrennungskraftmaschine zwischen die gemeinsame Verbindung und
das andere Ende der Sekundärwicklung geschaltet ist, und wobei schließlich die Polarität der Diode so bestimmt ist, daß ihre
Durchlaßrichtung in Richtung eines durch die Funkenstrecke
fließenden Entladungsstromes liegt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

-*" -·' ■·* β»■·■'-■·* J vJ I vj J J Z,

• o·

Fig. 1 ein Schaltbild einer für Verbrennunqskraftmaschinen bekannten üblichen Zündvorrichtunq,

Fig. 2 ι ein Schaltbild eines Ausführunqsbeispiels nach der , Erfindung,

Fig. 3A, Äquivalent-Schaltbilder zur Erläuterung der

3B, 3C u. 3D . "' . .

Arbeitsweise,

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche die Stromänderungen in Abhängigkeit von der Zeit an entsprechenden Teilen in Fig. 2 zeigt,

Fig. 5A graphische Darstellungen eines gemessenen Entladestromes in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im Vergleich mit dem Entladestrom einer bekannten Vorrichtung ψ

Fig» 6 ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer bekannten Zündvorrichtung mit einer Hilfsstromquelle zeigt,

Fig. 7 ein Schaltbild, welches eine andere Ausführung der Erfindung zeigte und zwar in Anwendung auf die Vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8A schematische graphische Darstellungen, welche einen ⁿ Entladestrom in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 in Vergleich mit demjenigen einer bekannten Vorrichtung zeigt,

Fig. 9 graphische Darstellungen von Beispielen von Entladeströmen in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 in Vergleich mit einem bekannten Ausführungsbeispiel und

Fig. 11 ein Schaltbild, welches ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Um die charakteristischen Merkmale der Erfindung deutlich zu machen, werden zunächst Beispiele bekannter Zündvorrichtungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer bekannten Zündvorrichtunq für Verbrennungskraftmaschinen. Hier ist mit 1 die Primärwicklung einer Zündspule 8 bezeichnet. 2 bezeichnet eine Sekundärwicklung der Zündspule, während 3 einen Widerstand der Primärseite darstellt, der in Reihe mit der Primärwicklung geschaltet ist. 4 ist eine Niederspannungsquelle, während 5 einen Unterbrecher bezeichnet. 6 ist ein parallel zum Unterbrecher 5 geschalteter

Kondensator. 7 ist eine Funkenstrecke, an die die Sekundärwicklung 2 angeschlossen ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist bei der bekannten Zündvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen die Funkenstrecke 7 als Last der Sekundärwicklung geschaltet. Die Impedanz der Funkenstrecke 7 verändert sich in Abhängigkeit davon, ob eine Entladung erfolgt oder nicht, sehr stark. Es heißt, vor dem Beginn einer Entladung erzeugt die Funkenstrecke 7 eine sehr hohe Impedanz, und sie ist im wesentlichen als Isolator zu bezeichnen. Infolgedessen muß die Zündvorrichtung eine Spannung abgeben, die hoch genug ist, um die Isolation der Funkenstrecke 7 zu durchbrechen.

Zu diesem Zwecke ist es für die Zündspule 8 erforderlich, daß das Spannungs-Transformationsverhältnis groß ist, d.h., das Wicklungsverhältnis η der Sekundärwicklung 2 zur Primärwicklung 1 muß groß sein. Dies ist in der Beschreibung als Spannungsbedingung definiert.

Andererseits fließt nach dem Beginn der Entladung ein Entladestrom durch die Funkenstrecke 7, und es wird deren Impedanz wesentlich niedriger als die Ausgangsimpedanz der Zündvorrichtung. Ferner ist es in diesem Zustand erforderlich, daß der Funkenstrecke 7 ein möglichst großer Entladestrom zugeführt wird, um die Zündwirkung der Maschine zu erhöhen.

Um dies auszuführen, ist es erforderlich, daß das Strom-Transformationsverhältnis groß ist, d.h., daß das Wicklungsverhältnis η der Sekundärwicklung 2 zur Primärwicklung 1 klein ist. Dies ist in der Beschreibung als Strombedingung definiert.

Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, widersprechen sich die Spannungsbedingung und die Strombedingung, und sie sind miteinander nicht vereinbar. Deshalb ist ein Kompromiß zwischen diesen beiden Bedingungen in der Ausführung der Zündspule 8 gesucht worden.

In Bezug auf die folgenden Zeichnungen soll die Erfindung im einzelnen beschrieben werden.

Fig. 2 ist ein Schaltbild, das ein Ausführungsbeispiol drr vorliegenden Erfindung wiedergibt. In Fig. 2 sind für gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet worden.

In Fig. 2 ist mit 22 die Sekundärwicklung der Zündspule 8 bezeichnet. 23 ist eine Zwischenanzapfung an der Sekundärwicklung 22. 24 ist eine Diode, die an einem Ende mit der Zwischenanzapfung 23 verbunden ist_f wobei die Diode in Durchlaßrichtung in Bezug auf einen Entladestrom geschaltet ist, so daß sie gegen eine in der Sekundärwicklung 22 induzierte Ausgangsspannung sperrt. 25 bezeichnet einen Widerstand, der zwischen ein Ende der Sekundärwicklung 22 und der Funkenstrecke 7 geschaltet ist.

32 stellt ein Ausgangsende der Sekundärwicklung 2 2 dar, während

33 ein Rückleitungs-Schaltungsende der Sekundärwicklung 22 zeigt.

Das Bezugszeichen I-, kennzeichnet einen durch die Diode 24 fließenden Strom. I bezeichnet einen durch den Widerstand 25 fließenden Strom, und es bezeichnet Ι_ς einen durch die Funkenstrecke 7 fließenden Entladungsstrom.

In dieser Ausführung sind die Polarität der Diode 24 und die Stromrichtungen unter der Annahme bestimmt, daß an die Funkenstrecke 7 eine negative Spannung angelegt ist.

Wenn während des Betriebes ein durch die Primärwicklung 1 fließender Strom durch einen bekannten Betätigungsmechanismus unterbrochen wird, wird in der Sekundärwicklung 22 eine hohe Spannung induziert, d.h., zwischen deren Ausgangsende 22 und dem Rückleitungs-Schaltungsende 33, und es wird die Hochspannung über den Widerstand 25 der Funkenstrecke 7 zugeführt.

Vor Beginn der Entladung ist die Impedanz der Funkenstrecke 7 so hoch, daß,wenn der Widerstandswert des Widerstandes 25 im Vergleich zur Funkenstreckenimped£inz ausreichend klein gewählt wird, der Einfluß des Widerstandes 25 vernachlässigt werden kann.

.6-

Da die Polarität der Diode 24, die an die Zwischenanzapfung 23 der Sekundärwicklung 22 angeschaltet ist, in Bezug auf die Polarität der Ausgangsspannung bestimmt ist, so daß die Diode gegen eine Ausgangsspannung sperrt, tritt kein Einfluß der Diode auf.

Wenn also die der Funkenstrecke 7 zugeführte Hochspannung einen bestimmten Wert überschreitet, erfolgt in der Funkenstrecke ein Durchbruch, wodurch zuerst eine kapazitive Entladung erzeugt wird. Dann ändert sich die Entladung in eine induktive Entladung, die einen Entladungsstrom durch die Funkenstrecke 7 für eine verhältnismäßig lange Zeit ermöglicht.

Die kapazitive Entladung wird durch eine örtliche Freigabe von Energie, die in einer Kapazität um die Funkenstrecke 7 herum gespeichert ist, während einer sehr kurzen Dauer erzeugt, die im wesentlichen keinen Einfluß auf die Zündwirkung ausübt. Infolgedessen soll das Wort "Entladung" die "induktive Entladung" in der folgenden Beschreibung bedeuten.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, besitzt der Stromweg von der Sekundärwicklung 22 zur Funkenstrecke 7 die beiden folgenden Zweige:

(i) Diodenzweig, welcher die Diode 24 einschließt

[_Zwischenanzapfung 23 der Sekundärwicklung 2 2 ·—> Diode 24 —> Funkenstrecke 7 —^ Ausgangsende 3 2 der Sekundärwicklung"]

(ii) Widerstandszweig, welcher den Widerstand 25 einschließt

LRückleitungs-Schaltungsende 33 der Sekundärwicklung —* Widerstand 25 —> Funkenstrecke 7 —> Ausgangsende 32 der Sekundärwicklung"]

Wenn ein Entladungsstrom in dem ersten DiodenzweJg fließt, werden ein in dem zweiten Widerstandszwei fließender Entladungsstrom und ein über die Funkenstrecke 7 fließender Entladungsstrom durch I , I bzw. I dargestellt, für die die folgende Gleichung gilt:

¹R

Wenn in diesem Falle der Widerstandswert des Widerstandes 25 so gewählt ist, daß der Strom Ι_Ώ ausreichend kleiner ist als der Strom I, und daß der Einfluß des ersteren vernachlässigt werden kann, folgt, daß

¹S -" ^Xd

Dies bedeutet, daß der durch die Funkenstrecke 7 fließende Entladungsstrom wirksam von einer Wicklung zwischen der Zwischenanzapfung 23 und dem Ausgangsende 32 der Sekundärwicklung 22 zugeführt wird, und es wird das Wicklungsverhältnis der Sekundärwicklung 22 zur Primärwicklung 1 durch die Zwischenanzapfung 23 wirksam herabgesetzt. Wenn also die Diode 24 leitend wird, nimmt das Strom-Übersetzungsverhältnis zu, wodurch ein großer Entladestrom erhalten wird.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich von selbst, daß die Schaltung nach Fig. 2 die Spannungsbedingung und die Strombedingung unabhängig voneinander erfüllen kann.

Fig. 3 ist eine Ersatzschaltbild-Darstellung der folgenden Beschreibung.

Fig_o 3A zeigt einen Zustand vor dem Beginn einer Entladung, in welchem eine in-der Sekundärwicklung 22 der Zündspule 8 induzierte Spannung über den Widerstand 25 der Funkenstrecke 7 zugeführt wird. Da zu dieser Zeit im wesentlichen kein Strom durch die Funkenstrecke 7 fließt, ist I_q = 0 und infolgedessen I = 0. D.h., wenn die Diode 24 in ihrem Ausschalt-Zustand bleibt, wird der Diodenzweig aus diesem Äquivalentschaltbild weggelassen.

Fig. 3B zeigt einen Zustand nach Beginn der Entladung. Zu dieser Zeit wird die Diode 24 leitend, und es fließt der Strom 1^, der im wesentlichen gleich dem Entladestrom I_g ist, durch

: : : * :-:¥t · :*:. *: qqiqqcro

• « * * · w * « # i> # ww O W I W \-/ W j£.

.8·

die Diode, so daß die Anzapfung 23 der Sekundärwicklung 22 äquivalent einer Erdung wird. Wenn die Position der Zwischenanzapfung 23 so gewählt wird, daß sie k% der gesamten Wicklungszahl der Sekundärwicklung 22 vom Rückleitungs-Schaltungsende 33 wird, und wenn die Spannung über der Funkenstrecke 7 mit einem Wert E angenommen wird, dann nimmt die Spannung zwischen der Anzapfung 23 und dem Ausgangsende 32 einen Wert E an.

Somit ist eine Spannung E zwischen dem Rückleitungs-Schaltungsende 33 und der Zwischenanzapfung 23 gegeben durch

F - ^k F

^Er ~ 100 - k ^Eg

Wenn also der Impedanz-(Widerstands-)Wert des Widerstandes 25 mit einem Wert R angenommen wird, und wenn die Impedanz der Wicklung 22 vernachlässigt wird, ergibt sich der folgende Strom:

τ =

R 100 - k R

Dieser Strom fließt durch den Widerstand 25. Da während der Entladungsperiode die Spannung E im wesentlichen konstant bleibt, bleibt auch der Strom I_ angenähert konstant.

Wenn in diesem Falle die Impedanz R des Widerstandes 25 so gewählt ist, daß

¹R « V

wird der Widerstandszweig aus Fig. 3B weggelassen, da der Strom I₀ vernachlässigbar ist, und es wird ein Äquivalent-Schaltbild nach Fig. 3C erhalten. Mit anderen Worten, der Entladestrom I_c wird etwa gleich dem Entladestrom I,. Mit dem Ablauf der Zeit wird der Entladestrom I_g und infolgedessen der Diodenstrom I, auch allmählich auf Null verringert.

F.Ig. 3D zeigt einen Zustand, nach dem der Diodenstrom I, Null geworden isL. Wenn zu dieser Zeit die Diode 24 in ihren Ausschalt zustand zurückgekehrt ist, wird der Strom I₀ (— I₀)

I J J J

erneut von der gesamten Sekundärwicklung 22 der ReihensohalL-tung aus Widerstand 25 und Funkenstrecke 7 zugeführt.

Infolgedessen erhält zu der Zeit, wenn I, gleich Null, der Entladestrom I_c eine Änderung, (1) infolge des vergrößerten wirksamen Wicklungsverhältnisses, d.h., eines verringerten Strom-Transformationsverhältnisses und (2) infolge einer verringerten Lastwirkung durch die Funkenstrecke 7.

Fig, 4 ist eine graphische Darstellung des Zustandes der Ströme I , I, und I„ in den in den Fig. 3B und 3D gezeigten Perioden, wobei gezeigt ist, daß sich der Strom I im Zeitpunkt t ändert, wenn der Strom I-, Null wird =

Die Beziehung:

= τ +τ

wird während der in den Fig. 3B und 3D gezeigten gesamten Perioden aufrechterhalten.

Die Fig. 5A und 5B zeigen gemessene Werte der Entladungsströme, die durch Experimente erhalten worden sind- Fig. 5A zeigt den Stromverlauf der bekannten Zündvorrichtung nach Fig. 1, während Fig. 5B den Stromverlauf in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt.

Im Falle der bekannten Vorrichtung nach Fig. 5A wurde ein Strom von 40 mA als Anfangswert des Entladestromes erhalten, während im Falle der Ausführung nach der vorliegenden Erfindung (Fig. 5B) ein Strom von ungefähr 6OmA als Anfangswert des Entladestromes erhalten wurde. Der Anstieg des Entladestromes um etwa 50% von 4OmA bis auf 6OmA wurde durch die automatische Herabstufungswirkung des Wicklungsverhältnisses erhalten, was eine Funktion ist, die durch die Anzapfung der Sekundärwicklung und den Diodenzweig bewirkt wird.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 5B besitzt der Stromverlauf einen deutlichen Wendepunkt, wie er mit einem kleinen χ bezeichnet ist= Dies ist vorher in Verbindung mit

: : : *: -:;£#:■*:**:„ *: oqiqqiio

*> - »*■» «_M „ « »*, _{M w} JO I J J J Z.

.AO-

der Wirkungsweise beschrieben worden. In Fig. 5B ist die mit einer gestrichelten Linie gezeigte Verlaufskurve eine angenommene Kurve im Falle einer fehlenden Ablenkung.

Im Falle der Fig. 5B beträgt die Dauer der Entladung etwa 0,9mS von der gestrichelten Verlaufslinie, während im Falle der Fig. 5A die Dauer etwa 1,8 mS ist. D.h., bei der Ausführung nach dor Erfindung beträgt die Entladungszeit die Hälfte der Entladungszeit in der bekannten Vorrichtung.

Dies ist verständlich im Hinblick auf die Tatsache, daß theoretisch eine konstante Energie in der Primärwicklung 1 der Zündspule 8 in jeder der Vorrichtung nach der Erfindung und nach der bekannten Vorrichtung gespeichert ist, und daß im Falle der Erfindung der Entladestromwert um einen Wert von etwa 50% im Vergleich mit der bekannten Vorrichtung ansteigt, wodurch die Augenblicksenergie verdoppelt wird.

Wie vorher beschrieben, macht es die Erfindung bei ihrer Anwendung auf eine übliche Spulen-Entladungs-Zündvorrichtung möglich, sowohl eine hohe Spannung als auch einen großen Entladestrom zu erhalten. Das erfindungsgemäße Merkmal weist eine maximale Wirkung auf, wenn die Erfindung auf eine Zündvorrichtung derart angewendet wird, die eine Hilfs-Stromquelle verwendet.

Fig. 6 zeigt eine bekannte Zündvorrichtung unter Verwendung einer Hilfs-Stromquelle.

In dieser Vorrichtung ist, wie aus einem Vergleich mit der Vorrichtung nach Fig. 1 ersichtlich, eine Hilfs-Stromquelle 40 zur Verstärkung einer Entladung der Funkenstrecke 7 in Reihe (oder parallel) mit, zu der die Funkenstrecke 7 und die Sekundärwicklung 2 enthaltenden Schaltung in einer gewöhnlichen Spulen-Entladungs-Zündvorrichtung geschaltet.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung kann kurz folgendermaßen beschrieben werden:

-*..^:\.^: 3313352

(1) Eine durch einen bekannten Mechanismus in der Sekundärwicklung 2 induzierte Hochspannung wird überlagert auf die Spannung der Hilfs-Stromquelle 4 0 und der Funkenstrecke 7 zugeführt, wodurch ein Entladevorgang erzeugt wird.

(2) Diese Entladung dient, wenn sie einmal in Gang gesetzt ist, als Auslöse-Entladung, um die Hilfs-Stromquelle 40 auszulösen und einen Entladungsvorgang zu starten. Diese Entladung wird der Auslöse-Entladung überlagert.

(3) Auch nach Vervollständigung der Auslösung der Primärenergie, die in der Primärwicklung 1 gespeichert ist, wird die Entladung während verhältnismäßig langer Zeit unterhalten, und zwar durch eine Energielieferung von der Hilfs-Stromquelle 40.

Mit einer solchen Zündvorrichtung unter Verwendung einer Hilfsstromquelle fließt ein Strom von der Hilfs-Stromquelle 4 0 über die Sekundärwicklung 2. Infolgedessen ist es unvermeidbar, daß eine plötzliche Änderunq im Strom durch die Energie-Speicherwirkung durch die Induktivität der Sekundärwicklung 2 verhindert wird und daß ein Energieverlust durch die Impedanz der Sekundärwicklung 2 hervorgerufen wird.

Deshalb ist es im wesentlichen schwierig bei der bekannten Zündvorrichtung unter Verwendung einer Hilfs-Stromquelle eine Verstärkung des Entladestromes unmittelbar nach dem Beginn der Entladung zu beginnen. Infolgedessen ist der Anfangswert des gesamten Entladestromes im wesentlichen gleich demjenigen der Auslöseentladung. Infolgedessen führt eine Erhöhung des Anfangswertes des Entladestromes der Auslöseentladung zu einem Anstieg des gesamten Entladestromes. Infolgedessen ist die vorliegende Erfindung in diesem Sinne sehr bedeutend.

Fig. 7 zeigt ein Schaltbild einer Zündvorrichtung mit einer Hilfs-Stromquelle gemäß der Erfindung. In Fig. 7 sind die gleichen Bezugszeichen verwendet wie diejenigen in den Fig. 2 und 6 für gleiche Komponenten. Dieses Ausführungsbei.spiel entspricht einer Vorrichtung, in welcher die Hilf s-Stromguel. Le 40 mit dem die Funkenstrecke und die Diode ein thai tenden Netzwerk gemäß Fig. 2 verbunden ist,

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige nach den Fig. 2 und 6, weshalb die Beschreibung nicht wiederholt werden soll. Es werden aber bedeutende Wirkungen durch folgendes hervorgerufen:

(1) Ein Anstieg des Anfangswertes des Entladestromes, wie oben beschrieben;

(2) eine Abnahme der Induktanz der Sekundärwicklung 2 2 in Abhängigkeit vom Beginn der Entladung, wodurch die Verstärkung des Entladestromes erleichtert wird, und

(3) eine Abnahme der Impedanz der Sekundärwicklung 22, was einen Leistungsverlust zur Erhöhung der oben unter (2) genannten Wirkung zu erleichtern.

Die Fig. 8A und 8B zeigen schematisch den Verlauf des Entladestromes, der durch die Zündvorrichtung mit Hilfs-Stromquelle erhalten wird. Fig. 8A zeigt den Verlauf des Entladestromes im Fall einer bekannten Zündvorrichtung mit Hilfsstromquelle, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, während Fig. 8B den Verlauf des Entladestromes im Falle einer in Fig. 7 gezeigten Ausführung der Erfindung zeigt. In jedem Falle ist der Verlauf der Auslöseentladung (Entladung in Abwesenheit der Hilfsstromquelle) durch die gestrichelte Linie gezeigt.

Wie sich aus einem Vergleich des obengenannten Stromverlaufes (A) mit (B) in Fig. 8 ergibt, erreicht die vorliegende Erfindung auch bei einer Anwendung auf eine Zündvorrichtung mit der Hilfs-Stromquelle gleichzeitig die Erzeugung einer hohen Spannung für den Beginn einer Entladeoperation und einen beträchtlichen Entladungsstrom-Verstärkungseffekt.

Unter Hinweis auf die Fig. 9 und 10 werden die Ergebnisse von Experimenten, die mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 durchgeführt worden sind, im einzelnen beschrieben. Im übrigen wurde, als Hilfsstromquelle 40 in diesem Fall ein Gleichstrom-Glοichs»t.rom-Wandler mit einer Rückführschaltung verwendet, wie sie in dem japanischen Patent Nr. 1080198 offenbart ist.

Dio Fig. 9 und 10 zeigen gemessene Ergebnisse eines Entladungs-

stromes, der durch die Funkenstrecke 7 floß, nachdem der Unterbrecherkontakt 5 in den Fig. 6 und 7 in Intervallen entsprechend Umdrehungsgeschwindigkeiten von 600 und 3000 Umdrehungen pro Minuten einer Vierzylindermaschine geöffnet und geschlossen wurde.

Von diesen Stromverläufen sind die gestrichelten Stromverläufe a und b Entladungsstromverlaufsformen im Falle des in Fig. 6 gezeigten bekannten Beispieles und der mit einer ausgezogenen Linie gezeigte Verlauf c und d Stromverläufe im Falle der erfindungsgemäßen Ausführung gemäß Fig. 7.

Wie sich aus einem Vergleich der Stromverlaufskurven nach den Fig. 9 und 10 ergibt, ist die Erfindung durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

(1) Der Anfangswert des Entladestromes steigt an;

(2) die Entladungsdauer wird über die Gesamt-Umlaufgeschwindigkeiten einer Verbrennungskraftmaschine zwischen einem Lauf mit niedriger Geschwindigkeit und einem Lauf mit hoher Geschwindigkeit geeignet gesteuert;

(3) d.h., die Energieauslösung zur Funkenstrecke erfolgt meistens unmittelbar nach Beginn einer Entladung.

Solche obengenannten Merkmale sind für die Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine im höchsten Maße wünschenswert.

Während die vorhergehende Beschreibung den Fall betraf, in welchem die Zwischenanzapfung an der Sekundärwicklung vorgesehen ist, kann die Zwischenanzapfung in bekannter Weise durch eine Tertiärwicklung ersetzt werden. Fig. 11 ist ein Schaltbild, welches den wesentlichen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das mit einer Tertiärwicklung versehen ist, darstellt.

In Fig. 11 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie diejenigen in Fig. 7 gleiche oder ähnliche Komponenten. Das Bezugszeichen bezeichnet eine Sekundärwicklung der Zündspule 8, während 30

\ I T >ί ΐΓ: -r'i. "i 3313952

* * ··■*·«»« Mit *J · β»

eine Tertiärwicklung der Spule 8 ist. Die Sekundärwicklung 20 und die Tertiärwicklunq 30 sind an einem Ende gemeinsam miteinander verbunden und zu einem Ende (die nicht geerdete Seite in diesem Beispiel) der Funkenstrecke 7 geführt.

Die anderen Enden der Sekundärwicklung 20 und der Sekundärwicklung 3 0 sind mit einem Widerstand 25 bzw. einer Diode 24 verbunden. Die Außenseiten des Widerstandes 25 und der Diode 24 sind gemeinsam miteinander verbunden und (über die Hilfsstromquelle 4 0 in einem Fall der Hilfs-Stromquellenart) mit der anderen Klemme der Funkenstrecke 7 verbunden.

In diesem Falle ist die Polarität der Diode 24 in Durchlaßrichtung in Bezug auf den Entladestrom der Funkenstrecke 7, wie es sich aus Fig. 11 ergibt. Die Wicklungszahl der Sekundärwicklung 20 ist größer als diejenige der Tertiärwicklung 30.

Während des Betriebes wird die Funkenstrecke 7 durchbrochen durch eine in der Sekundärwicklung 20 erzeugte Spannung, welche den Entladevorgang einleitet. Der Entladestrom wird verzweigt zur Diode 24 und zum Widerstand 25. Durch Auswahl des Widerstandswertes des Widerstandes 25 derart, daß dieser ausreichend groß ist, kann der Entladestrom zum größten Teil der Diode 24 zugeführt werden. Darauf wird der Entladestrom über die Diode 24 von der Tertiärwicklung 30 geliefert.

Auf diese Weise werden die gleichen Betriebswirkungen, wie diejenigen, wie sie zuvor in Bezug auf das erste und zweite Ausführunqsbeispiel beschrieben worden sind, auch mit dem dritten Ausführungsbeispiel erreicht.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf einen Fall beschrieben worden ist, in welchem ein Widerstand in Reihe mit der Sekundärwicklung geschaltet ist, kann die Erfindung in gleicher Weise auch angewendet werden, wenn der Widerstand durch eine Impedanz, wie οine Spule, ersetzt wird.

Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung nach der Erfin-

JOO'.''- 33 1 03

dung ergibt, können (1) die Erzeugung einer Hochspannung zur Sicherung eines Durchschlages der Funkenstrecke und (2) eine Verstärkung des Entladestromes zur Verbesserung des Zündungswirkungsgrades, die als unvereinbar angesehen worden sind,
miteinander in Einklang gebracht werden. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung bei Anwendung einer Zündvorrichtung mit einer Hilfsstromquelle eine im wesentlichen ideale Zündoperation einer Verbrennungskraftmaschine.

Leerseite

Claims

3319352

PATENTANS PRfJCHE

1 ./ Zündvorrichtung für eine Verbrennunqskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß außer den beiden Endklemmen (32, 3'i) der Sekundärwicklung (22, 20) der Zündspule (8) der Verbrennunqskraf tmaschine an der Sekundärwicklung (22) oder einer Tertiärwicklung (30) der Zündspule (8) eine Stromzuführklemme (23) vorgesehen ist, daß eine Diode (24) mit der Stromzuführungsklemme (23) verbunden ist, daß mit einem Ende (33) der Sekundärwicklung (22, 20) ein Impedanzelement (25) verbunden ist, das einen Gleichstrom hindurchfließen lassen kann, daß die Diode (24) und das Impedanzelement (25) an einem Ende gemeinsam miteinander verbunden sind, daß die Funkenstrecke (7) der Verbrennungskraftmaschine zwischen die gemeinsame Verbindung und das andere Ende (32) der Sekundärwicklung (22, 20) geschaltet ist und daß die Polarität der Diode (24) so bestimmt ist, daß ihre Durchlaßrichtung in Richtung eines durch die Funkenstrecke fließenden Entladungsstromes (I_c) liegt.
2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsklemme an einer Zwischenanzapfung (23) der Sekundärwicklung (22) der Zündspule (8) vorgesehen ist (Fig. 2).
3 ο Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsklemme an einer Endklemme einer Tertiärwicklung (30) vorgesehen ist, deren andere Endklemme mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung (20) verbunden ist, wobei die Wicklungszahl der Sekundärwicklung (20) größer ist als die Wicklungszahl der Tertiärwicklung (30) (Fig. 11).
4. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfs-Stromquelle an einen die Funkenstrecke (7) und die Diode (24) enthaltendes Netzwerk angeschlossen ist, um den durch die Funkenstrecke (7) fließenden Entladungsstrom (I) zu erhöhen,

5a Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch

gekennzeichnet, daß das Impedanzelement ein Widerstand (25) ist (Fig. 2, 7 und 11).