DE3520511C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwungmagnetzünder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gat­ tung. Ein solcher Schwungmagnetzünder ist aus der DE-OS 29 47 570 bekannt. Hier ist die Steuerschaltung derart beschaffen, daß mit sich vergrößernder Drehzahl der Zünd­ zeitpunkt auf später verlegt wird (Spätzündung). Im Ge­ gensatz dazu bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Zündschaltung, die in üblicher Weise zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades die Zündung bei hohen Drehzahlen zurücknimmt, d. h. auf Frühzündung schaltet. Im bekannten Falle wird der Schaltzeitpunkt des Thyri­ stors durch die abfallende Flanke der Schaltspannung festgelegt. Um die bekannte Schaltung zu veranlassen, in üblicher Weise zu arbeiten (Spätzündung bei niederen Drehzahlen und Frühzündung bei hohen Drehzahlen), wäre es naheliegend, das bekannte Prinzip derart abzuwandeln, daß die aufsteigende Flanke zur Schaltung benutzt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwung­ magnetzünder für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung derart weiter­ zubilden, daß bei einfachem schaltungstechnischem Aufbau eine größere Störsicherheit bei der Erzeugung des Zünd­ zeitpunktes bewirkt werden kann, wobei der Zündzeitpunkt exakt festlegbar ist und relativ große Zeit- bzw. Winkel­ differenzen zwischen Früh- und Spätzündung exakt einge­ halten werden können.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Dadurch, daß beide Halbwellen der Signalspulenspannung zur Schaltung herangezogen werden, kann die Differenz des Schließwinkels bzw. die zeitliche Differenz zwischen Früh- und Spätzündung mehr als eine halbe Periode betra­ gen, während im bekannten Falle und bei Anwendung des be­ kannten Prinzips lediglich eine Verschiebung innerhalb einer Viertelperiode möglich ist.

Es ist zwar durch die DE 31 37 550 A1 bereits bekannt, beide Halbwellen einer von einem Polrad erzeugten Spulen­ spannung für Steuerzwecke heranzuziehen. Hierbei handelt es sich jedoch um eine gattungsmäßig völlig anders be­ schaffene Zündanlage, bei der eine Abschaltung der Zün­ dung oberhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs ange­ strebt wird. Auch ist hier überhaupt keine Signalgenera­ torspule vorhanden, sondern die Steuerspannung wird von der Primärwicklung der Zündspule selbst abgenommen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführunsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Schwungmagnetzünders ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen Zündzeit und Motordrehzahl bei dem Schwungmagnetzünder nach Fig. 1,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Spannung am Signalgenerator des Schwungmagnetzünders gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Spannung des Schaltkondensators.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Schwungmagnetzünders, der geeignet ist für eine Brenn­ kraftmaschine, die z. B. zum Antrieb einer Kettensäge, einer Mähvorrichtung oder einer Sprühvorrichtung für ein chemisches Mittel dient.

In Fig. 1 bezeichnen L ₁, L ₂ und L ₃ eine Generatorspule, eine Zündspule und eine Signalspule. Mit C ₁, C ₂, C ₃, C _s sind ein Zündkondensator, ein erster Kondensator, ein zweiter Kondensator und ein Schaltkondensator bezeich­ net. Mit D ₁, D ₂, D ₃, D ₄, D ₅, D ₆ und D ₇ sind Dioden ge­ kennzeichnet. R ₁, R ₂, R ₃, R ₄, R ₅, R ₆, R ₇, R ₈ und R ₉ be­ zeichnen Widerstände. Mit SCR ist ein Thyristor bezeich­ net. TR ₁, TR ₂ und TR ₃ bezeichnen Transistoren. Mit P ist eine Zündkerze gekennzeichnet. Diese Elemente sind in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise geschaltet.

Die Zündzeit wird im Bereich hoher Motordrehzahlen oder im Bereich von Arbeitsdrehzahlen auf einen Wert A (Fig. 2) eingestellt, der optimal für diesen Bereich von Motordrehzahlen ist. Die Signalspule L ₃ liefert eine Spannung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Generatorspule L ₁ und die Signalspule L ₃ sind in der Nähe des nicht dargestellten Schwungrades der Brennkraft­ maschine, beispielsweise so angeordnet, daß sie im Win­ kelabstand zueinander liegen, so daß ein Magnet, der am Schwungrad befestigt ist, nacheinander während der Dre­ hung des Schwungrades an den Spulen L ₁ und L ₃ vorbei­ läuft, um zu bewirken, daß eine Spannung in den Spulen L ₁ und L ₃ erzeugt wird. Die Wellenform der in der Signal­ spule L ₃ erzeugten Spannung hat eine Polarität, die ent­ gegengesetzt zur Polarität jener Spannung ist, die in der Generatorspule L ₁ erzeugt wird, und die Spannung, die in ersterer erzeugt wird, hat eine kleinere Amplitude als die von letzterer erzeugte Spannung. Die Zeitperiode, wäh­ rend der in der Signalspule L ₃ die Spannung erzeugt wird, fällt nicht mit jener Zeitperiode zusammen, in der die Spannung in der Generatorspule L ₁ erzeugt wird.

Im Bereich niedrigerer Motordrehzahlen erreicht die Span­ nung nicht jenen Wert, der ausreicht, um die Transistoren TR ₂ und TR ₃ in den Leitfähigkeitszustand zu schalten, selbst wenn die erste Halbwelle V ₁ der Signalspule L ₃ den zweiten Kondensator C ₃ lädt, nachdem dieser von dem ersten Kondensator C ₂ geladen ist. Wenn demgemäß die negative Halbwelle V ₂ in der Signalspule L ₃ erzeugt wird, dann wird ein Strom aus der Signalspule L ₃ durch ein Gatter des Thyristors SCR nach dessen Kathode geschickt, so daß der Thyristor SCR leitfähig bei einer Zündzeit B gemäß Fig. 2 wird. Zu dieser Zeit besitzt die Spannung des zweiten Kondensators C ₃ eine Wellenform gemäß Fig. 4.

Wenn die Motordrehzahl ansteigt, dann steigt auch die Spannung des zweiten Kondensators C ₃ und die Spannung V ₁ der Signalspule L ₃ erreicht einen Wert, der groß genug ist, um die Transistoren TR ₁, TR ₂ in den Leitfähigkeits­ zustand zu schalten, so daß der Thyristor SCR durch die Spannung V ₁ getriggert werden kann. Zu dieser Zeit hat die Spannung des zweiten Kondensators C ₃ eine Wellen­ form gemäß Fig. 4, und die Ladung im nächsten Zyklus beginnt, bevor eine vollständige Entladung durch die Ab­ leitwiderstände R ₂ und R ₃ erfolgt ist. Hierdurch wird der Zeitpunkt, zu dem der Thyristor SCR getriggert wird, vor­ geschoben und dadurch wird auch der Zündzeitpunkt vorge­ schoben.

Ein weiteres Ansteigen der Motordrehzahl bewirkt ein An­ steigen der restlichen elektrischen Ladung im zweiten Kondensator C ₃, weil die Ladespannung des ersten Konden­ sators C ₂ proportional zur Motordrehzahl ansteigt. Demge­ mäß erreicht die Spannung des zweiten Kondensators C ₃ einen Triggerpegel, wenn die nächst folgende Generator­ spannung V ₁ mit kleinem Wert erzeugt wird. So hat die Spannung des zweiten Kondensators C ₃ die Wellenform gemäß Fig. 4. Danach wird der Zündzeitpunkt konstant ge­ halten, selbst wenn die Motordrehzahl weiter ansteigt.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Arbeitsweise sollen im folgenden nochmals die einzelnen Betriebsphasen betrachtet werden.

Niedrige Drehzahl, Leerlauf

Es ist davon auszugehen, daß während der ersten Halbwelle am oberen Anschluß der Signalspule L ₃ eine positive Span­ nung anliegt und am unteren Anschluß (Masseanschluß) die negative Spannung. Dies bedingt, daß während dieser er­ sten Halbwelle V ₁ (Fig. 3) über die Diode D ₂ die Steuer­ elektrode des Thyristors gesperrt ist, d. h. es kann keine Durchschaltung des Thyristors erfolgen.

Während der zweiten (negativen) Halbwelle V ₂ (Fig. 3) der Signalspule L ₃ liegt an der Steuerelektrode des Thyri­ stors die Triggerspannung an, und es kann ein Strom vom unteren Anschluß der Signalspule L ₃ über den Widerstand R ₈, den Thyristor und die Diode D ₂ nach der Spule L ₃ zu­ rück fließen. Während der ersten Halbwelle V ₁ hat die am Kondensator C ₃ liegende Spannung die Schwellwertspannung des Transistors TR ₂ nicht überschritten. Die Triggerung erfolgte somit in der zweiten Halbwelle an der Stelle B (Fig. 3). Die Spannung an C ₃ verläuft entsprechend der Kurve (1) nach Fig. 4.

Hohe Drehzahl, Arbeitsdrehzahl

Unter diesen Betriebsumständen steigt die Signalspulen­ spannung bereits während der ersten Halbwelle V ₁ so weit an, daß am Kondensator C ₃ die Schwellwertspannung des Transistors TR ₂ anliegt, so daß der Transistor TR ₂ durch­ geschaltet wird, der seinerseits den Transistor TR ₃ in den Leitfähigkeitszustand versetzt, so daß nunmehr über den Transistor TR ₂ die Triggerspannung an die Schaltelek­ trode des Thyristors angelegt wird, und dieser durchschal­ tet (Stromfluß von oberem Anschluß L ₃ über den Transistor TR ₃ und den Widerstand R ₇ sowie die Steuerelektrode und die Diode D ₃ nach dem Masseanschluß).

Die Durchschaltung des Thyristors bewirkt in bekannter Weise, daß der Enladestromkreis des Zündkondensators C ₁ geschlossen wird, so daß sich dieser über die Zündspule L ₂ entladen kann.

Claims (5)

1. Schwungmagnetzünder für Brennkraftmaschinen mit einer ersten Generatorspule (L ₁) zur Aufladung eines Zündkondensators (C ₁), der über einen Thyri­ stor (SCR) an die Zündspule (L ₂) anschaltbar ist, und mit einer Steuerschaltung zur drehzahlabhängi­ gen Triggerung des Thyristors (SCR), wobei die Steuerschaltung einen den Thyristor (SCR) durch­ schaltenden Transistor (TR ₂) und einen die Schwell­ wertspannung dieses Transistors bestimmenden Schaltkondensator (C ₃) sowie eine zweite Spule als Signalspule (L ₃) aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einer unterhalb der Schwellwertspannung des Transistors (TR ₂) lie­ genden Schaltkondensatorspannung (niedrige Dreh­ zahl, Leerlaufdrehzahl) die zweite Halbwelle (V ₂) der Signalspulenspannung den Thyristor (SCR) unmit­ telbar triggert (B), während bei über der Schwell­ wertspannung des Transistors (TR ₂) liegender Schaltkondensatorspannung (hohe Drehzahl, Arbeits­ drehzahl) die erste Halbwelle (V ₁) der Signalspulenspannung den Thyristor über den durchge­ schalteten Transistor (TR ₂) triggert (A).

2. Schwungmagnetzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode des Thyristors (SCR) über eine Diode (D ₂) an die Signal­ spule (L ₃) angeschaltet ist und daß der andere An­ schluß über einen Widerstand (R ₈) an die Steuerelek­ trode des Thyristors angeschlossen ist, an die auch der Ausgang des Transistors (TR ₂) angeschlossen ist.

3. Schwungmagnetzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspan­ nungen der Generatorspule (L ₁) und der Signalspule (L ₃) eine umgekehrte Phasenlage aufweisen.

4. Schwungmagnetzünder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen weiteren Schalttransistor (TR ₃) aufweist.

5. Schwungmagnetzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkonden­ sator (C ₃) über den Kollektor-Emitter-Kreis eines weiteren Transistors (TR ₁) aufgeladen wird.