DE3505239A1

DE3505239A1 - Verteilerfreie hochspannungs-kondensator-zuendanlage mit mechanischer und/oder elektronischer zuendzeitpunkt-ausloesung fuer explosionsmotoren

Info

Publication number: DE3505239A1
Application number: DE19853505239
Authority: DE
Inventors: Siegfried 8872 Burgau Meißner-Seidel
Original assignee: MEISSNER SEIDEL SIEGFRIED
Current assignee: MEISSNER SEIDEL SIEGFRIED
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1985-09-19

Description

Beschreibung:
Titel: Verteilerfreie Hochspannungs-Kondensator-ZUndanlage mit mechanischer und/oder elektronischer Zündzeitpunkt-Auslösung für Explosionsmotoren Gattung des Anmeldungsgegenstandes:Die Erfindung betrifft eine verteilerfreie Zün einrichtung aber mit Codiereinrichtung für die einzelnen Zündspulen, insbesondere für Explosionsmotoren.
Angaben zur Gattung: Die vorgegebene Zündeinrichtung soll einerseits überlange Betriebszeiten konstant und wartungsfrei Arbeiten und andererseits für jeden Explosionsmotor mit Zwei- oder Mehrfach-Brennräumen einsetzbar sein.
Stand der Technik: Alle Hersteller von Explosionsmotoren nach dem Otto- oder Wankelprinzip verwenden ausnahmslos, zur Verteilung der Zündenergie bei Zwei- und Mehrkammer-Brennräumen, mechanisch arbeitende Hochspannungs- oder Zündverteiler, welche zwischen Zündspule und Zündkerze einen Zwischenfunken erzeugen. Andere Systeme sind bisher nicht bekannt.
Kritik des Standes der Technik: Zündverteiler sind wegen ihrer Bauart, bedingt durch die Hochspannungsübertragung, gegenüber Feuchtigkeit, Kriechströmen, Abbrand und Korrosionen nicht störsicher. Der Verlegung des Zündzeitpunktes über einen größeren Bereich ist wegen der Bauart des Zündverteilers ebenfalls eine Grenze gesetzt, sodaß die Zündzeitpunkt-Verstellung nur in einem Teilbereich möglich ist.
Höhere Spannungen als 25 kV können unkontrollierbare Uberschläge auslösen; sind aber zur guten Vorionisation des Luft-Treibstoffgemisches im Brennraum Voraussetzung einer guten und vollständigen Verbrennung. Die Spannungs-Anstiegsgeschwindigkeit an der Zündkerze muß möglichst groß (>1COO V/>isec) sein, was zur Zeit nur durch eine Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage erreicht werden kann. Nachreaktionsfähige Gasgemische vermindern die Lebensdauer der nachfolgenden Abgasanlage auf Grund erhöhter Korrosion und Metallabtragung, bzw. -Anlagerung. Außerdem belasten giftige tO-Anteile, brennbare Kohlenwasserstoffe tarad nitrose Gase in erheblichem Maße die Umwelt.
Aufgabe: Der Erfindung liegt die Beseitigung folgender Schwachstellen in bisherigen Zundsystemen zu Grunde: A) Störungsfreie Energieübertragung vom Hochspannungserzeuger zur Zündkerze; B) Anpaßbare Zundzeitpunkt-Verstellung in jedem Motor-Drehzahlbereich; - C) Uber den gesamten Drehzahlbereich eine konstant hohe, zur Verfügung stehende ZUndepannung; D) Kontrollierbare, fast vollkommene Verbrennung bei geringster Schadstoffemission; E) Optimale tireibstoffausnützung, soweit dies bei Explosionsmotoren möglich ist; F) Verschleiß freies, über lange Betriebszeiten konstant arbeitendes Zündsystem; G) Größtmögliche Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit.
Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels einer geeigneten Hochsnannungs-Kondensator-Zündanlage jede Zündkerze von der dazugehörigen Zündspule mit einer Hochspannung von mehr als 30 kV ohne galvanische Unterbrechung versorgt wird, und die folgerichtige Auswahl der Zündspulen (# Zündfolge der einzelnen Verbrennungskammern) von einer Codiereinrichtung (z. B.
Schaltsegment aus Metall und Induktiv-Sigalgeber) vorgenommen Wird.
Ausgestaltung der Erfindung: Um eine solche verteilerfreie Zündeinrichtung für alle Explosionsmotoren verwenden zu können, wird die Auslösung des ZündzeLtpunktes a) bei Altfahrzeugen durch den mechanisch arbeitenden Unterbrecherkontakt oder Signalgeber einer vorhandenen Transistorzündung, oder b) durch gleichmäßiges Verstellen der Codiereinrichtung entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle - oder einer mit gleicher Drehzahl drehenden Welle (ähnlich wirkend der bisherigen Unterdruck- und Fliehkraftverstellung), oder c) rein elektronisch durch Errechnung mittels Mikroprozessor in Abhängigkeit der motortechnischen Kenndaten wie Drehzahl, An6augluftmn( Temperaturen, Fahrpedalstellung, etc. @@@@@@@@@@@@@ Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung - unter realen Verk@@@@@ hältnissen mehr als 115 000 km erpro@te riAi richvung - erziellen Vorteile bestehen @@@@@@@ re darin, daS sich a) der Trettitoffverbrauch um ca. 15 % ge-; ; \ bekanntn Zündstemen reduziert; b) die schadstoffhaltigen Abgasmengen an NO/NOx mindestens um den gleichen Abscluctbstrag entsprechend der Treibstoffeinsparung vermindern; c) die spezifischen HC-Anteile auf < 50 ppm, den CO-Gehalt auf <0,15 Vol-% im Abgas reduzieren (unter Last bei 6000 U/min auf dem RollenprUfstand gemessen); d) der ZUndzeitpunkt (z. B. bei einem 4-Zylinder-Motor) zwischen oberem Totpunkt und ca. 1700 vor oberem Totpunkt verstellen läßt; e) die Zündungseinstellung ein Autoleben" lang nicht verstellt sowie wartungs- und verschleißfrei arbeitet; f) die Zündkerzen-Wechselintvervalle um die 5 bis 6-fache km-Leistung verlängern; g) die Zündeinheit in jedes Alt fahrzeug mit Otto- oder Wankelmotor nachrüsten läßt; h) die Neukonstruktionen von Motoren vereinfachen, weil verschiedene mechanisch bewegte Teile (z. B. Zündverteiler, Nebenwellen, Antriebszahnräder, etc.) entfallen können; i) der Motor auch bei extremen Niedrigtemperaturen (z. B. bei -250 C).problemlos starten läßt.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels: Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
4-Zylinder-Motor; Zündfolge: 1-3-4-2 Zündzeitpunkt-Auslösung: elektronisch mittels 'Rechner"; Bezeichnungen der Hinweiszahlen in der Zeichnung 1 - Kurbelwellen-Treibrad oder Scheibe mit Zahnkranz für Anlasser (in beiden verwendbaren Scheiben sind zwei Marken für den oberen und unteren Totpunkt eingelassen) 2 - Treibrad der Nockenwelle (oder eine, mit gleicher Drehzahl drehenden Welle) 3.1 - Signalgeber zur Zündfolgekennung für Zyl. 1 3.2 - " " " " "" 2 3.3 - VI VI IV II VI 3 3.4 - VI VI IV IV IV 4 4 - Umlaufsegment/-sektor auf dem Treibrad der Nockenwelle (max. 850 # 1700 auf der Kurbelwelle) 5 - Oberer Totpunkt-Signalgeber zur Drehzahlerfassung und Ziindzeitpunkt-Berechnung Beim Starten des Motors setzt der o. T.-Signalgeber (5) den Zündzeitpunkt genau auf den, vom Motorenhersteller ermittelten Zündzeitpunkt (z. B. o.T.) fst. In welchem Zylinder folgemäßig die nächste Zündung stattfinden darf, wird vom Umlaufsegment (4) bestimmt, welches beim Vorbeidrehen an einem der Signalgeber 3.1 oder 3.3 oder 3.4 oder 3.2 ein Spannungs-Signal auslöst. Dieses Spannungs-Signal wird mit einer UND-Verknüpfung des von der Elektronik errechneten Zündzeitpunktes als Impuls an den jeweiligen Thyristor geleitet. Dieser entlädt den zugehörigen Kondensator, welcher die ihm zugeordnete Zündspule erregt. Die sekundärseitig in der Zündspule erzeugte Hochspannung von ca. 40 kV wird direkt der Zündkerze - ohne Zwischenunterbrechung - zugeleitet.
- Leereite -

Claims

Verteiler freie Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage mit mechanischer und/oder elektronischer ZUndzeitpunkt-Auslösung für Explosionsmotoren Patentansprüc e: Oberbegriff: 1. Verteilerfreie Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage mit mechanischer und/oder elektronischer Zündzeitpunkt-Auslösung fUr Explosionsmotoren, Kennzeichnender Teil: dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer geeigneten elektronischen Zündeinrichtung jede Zündkerze von der dazugehörigen Zundspule mittels einer Hochspannung 30 kV ohne galvanische Unterbrechung versorgt wird, und die folgerichtige Auswahl der Zündspulenkennung von einer Codiereinrichtung vorgenommen wird.

Oberbegriff des Unteranspruches: 2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, Kennzeichnender Teil des Unteranspruches: dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunktverstellung und -auslosung: a) bei Alt fahrzeugen durch den mechanisch arbeitenden Unterbrecherkontakt oder Signalgeber einer vorhandenen TransistorzUndung; oder b) durch gleichmäßiges Verstellen der Codiereinrichtung entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle - oder einer mit gleicher Drehzahl drehenden Weizen oder c) rein elelivronisch durch Errechnung mittels Mikronrozessor in Abhängigkeit der motortechnischen Kenndaten wie Drehzahl, Ansaugluftmenge, Temleraturen, etc. erfolgt.