DE3610934A1 - Kondensatorzuendanlage, insbesondere fuer benzinkleinmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kondensatorzündanlage für Benzinkleinmotoren mit einem im Primärkreis der Zündspule angeordneten Ladekondensator, einer Ladespule, in welcher der Dauermagnet eines Polrades die Ladespannung induziert, und einer gesonderten, mit der Steuerelektrode eines den Ladekondensator über die Primärwicklung der Zündspule entladenden elektronischen Schalters, insbesondere eines Thyristors, verbundenen Zündimpulsspule.

Derartige Kondensatorzündanlagen sind bereits seit vielen Jahren bekannt. Sie zeichnen sich aus durch einen sehr einfachen, robusten Aufbau. Bei der Vorbeibewegung des Dauermagneten des Polrades wird zunächst eine Spannung in der Ladespule induziert, die - über eine Diode - den Ladekondensator auflädt. Passiert der Dauermagnet anschließend - der Zeitpunkt läßt sich durch die jeweilige räumliche Anordnung der Zündimpulsspule gegenüber der Ladespule sehr einfach einstellen - die Zündimpulsspule, so wird durch den in ihr induzierten Zündimpuls der elektronische Schalter - im folgenden wird der Einfachheit halber nur noch von einem Thyristor gesprochen, obgleich selbstverständlich auch ein Transistor oder ein anderes Schaltelement Verwendung finden könnte - durchgeschaltet und damit der Ladekondensator über die Primärwicklung der Zündspule entladen, wodurch in deren Sekundärwicklung die gewünschte Zündspannung induziert wird. Derartige Kondensatorzündanlagen haben einen festen Zündzeitpunkt, dessen Lage durch die Versetzung der Zündimpulsspule gegenüber der Ladespule von vorneherein festgelegt ist.

Darüber hinaus existieren selbstverständlich auch bereits Kondensatorzündanlagen mit Fremdtriggerung, bei der über aufwendige Elektroniken eine entsprechende Verstellung des Zündzeitpunktes möglich ist. Diese Zündanlagen sind jedoch wegen der notwendigen Verzögerungselektronik außerordentlich kompliziert aufgebaut, so daß sie insbesondere für Benzinkleinmotoren schon aus wirtschaftlichen Gründen nicht einsetzbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kondensatorzündanlage zu schaffen, die mit einfachsten Mitteln ab einer bestimmten Drehzahl eine selbsttätige Spätverstellung des Zündzeitpunktes mit steigender Drehzahl bewirkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Steuerkreis des elektronischen Schalters durch einen zweiten Kondensator in Serie mit einem zweiten elektronischen Schalter überbrückt ist, der über einen der Ladespule parallelgeschalteten Verzögerungskondensator ansteuerbar ist, dem ein Begrenzungswiderstand parallelgeschaltet ist.

Der Verzögerungskondensator wird über die Ladespule gleichzeitig mit dem Aufladen des Ladekondensators ebenfalls aufgeladen, wobei die Maximalspannung, auf die der Verzögerungskondensator aufgeladen wird, von der Drehzahl, sowie dem Begrenzungswiderstand abhängt, der bevorzugt ein Potentiometer enthält. Bei hohen Drehzahlen wird die Ladespannung dieses Verzögerungskondensators höher als die Ansteuerspannung des zweiten elektronischen Schalters, so daß dieser durchgeschaltet wird. Ist der zweite elektronische Schalter noch durchgeschaltet, während der Impuls von der Zündimpulsspule kommt, so wird dieser Zündimpuls zunächst durch den Kondensator C₂ kurzgeschlossen, während sich der Kondensator langsam auflädt, bis die Spannung erreicht ist, um den ersten elektronischen Schalter durchzuschalten und damit die Ladespule über die Primärspule der Zündspule zu entladen. Auf diese Weise entsteht eine Spätverstellung der Zündung, wobei über das Potentiometer eingestellt werden kann, ab welcher Drehzahl diese Spätverstellung wirksam werden soll.

Als zweiter elektronischer Schalter kann neben einem SIPMOS- Transistor auch ein bipolarer Transistor, ein FET-Transistor oder ein Thyristor eingesetzt werden. Durch entsprechende Dimensionierung dieser Transistoren läßt sich erreichen, daß der Transistor bei der Begrenzungsdrehzahl zunächst noch nicht voll durchschaltet, wodurch die Verzögerung des Zündimpulses noch gering bleibt. Erst nachdem der Verzögerungskondensator mit steigender Drehzahl auf höhere Spannungswerte aufgeladen wird, wird auch der Transistor immer kräftiger durchgesteuert und dadurch in seiner Schaltstrecke immer niederohmiger. Daraus resultierend wird dann die Verzögerung des Zündimpulses immer länger, was einer zunehmenden Spätverstellung entspricht. Dies kann so weit getrieben werden, bis der Impuls der Zündimpulsspule den zweiten Kondensator nicht mehr so weit aufladen kann, daß der erste elektronische Schalter gezündet wird. Die Zündung wird dann durch Funkenabschaltung unterdrückt. So erreicht man bei steigender Drehzahl eine kontinuierliche Spätverstellung, was die Laufkultur des Benzinmotors fördert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.

Die Zündimpulsspule L₁ und die Ladespule L₂ sind so angeordnet, daß der Dauermagnet M des Polrades P bei der gewünschten Motordrehrichtung, die dem eingezeichneten Teil entspricht, zuerst an L₁ und dann an L₂ vorbeiläuft. Durch die Ladespule L₂ wird der Ladekondensator C₁ aufgeladen. Wenn beim nächsten Umlauf der Dauermagnet M die Zündimpulsspule L₁ passiert, wird der Thyristor THY₁ gezündet, so daß sich der Ladekondensator C₁ über die Primärwicklung L₃ der Zündspule entlädt und damit in der Sekundärwicklung L₄ der gewünschte Zündfunken durch Induktion erzeugt wird. Soweit bisher beschrieben, entspricht die dargestellte Schaltung einem seit vielen Jahren bekannten Stand der Technik. Erfindungsgemäß ist nun eine einfache selbsttätige Zündzeitpunktverstellung dadurch erreicht, daß man der Ladespule L₂ einen in Serie mit einer Diode D₁ liegenden Verzögerungskondensator C₃ parallelschaltet. Die von der Drehzahl sowie der Einstellung des Potentiometers P₁ abhängige Ladespannung dieses Verzögerungskondensators ist an die Steuerelektrode des Transistors TR₁ gelegt, der in Serie mit einem zweiten Kondensator C₂ die Steuerstrecke des Thyristors THY₁ überbrückt. Bei sehr niedrigen Drehzahlen reicht diese Ladespannung des Verzögerungskondensators C₃ nicht aus, den einen zweiten elektronischen Schalter bildenden Transistor TR₁ durchzuschalten, so daß die Schaltung genau so arbeitet, als wären dieser zweite elektronische Schalter und der zweite Kondensator C₂ nicht vorhanden. Das Zünden des Thyristors THY₁ durch den Impuls der Zündimpulsspule L₁ erfolgt wie bei herkömmlichen Schaltungen.

Mit Hilfe des Potentiometers P₁ kann der Absolutbetrag der Ladespannung des Verzögerungskondensators C₃ eingestellt werden. Wird bei entsprechend hohen Drehzahlen die Ansprechspannung des Transistors TR₁ erreicht, so wird dieser durchgeschaltet, während sich der Verzögerungskondensator C₃ langsam wieder über das Potentiometer P₁ entlädt. Trifft nun der Zündimpuls von der Zündimpulsspule L₁ am Zündthyristor (THY₁) ein, während der Transistor TR₁ noch durchgeschaltet ist, so wird der Zündimpuls zunächst durch den zweiten Kondensator C₂ kurzgeschlossen, der sich langsam auflädt, bis die Spannung ausreicht, um den Zündthyristor THY₁ zu zünden. Auf diese Weise entsteht eine Spätverstellung der Zündung.

Läuft der Dauermagnet bei falscher Motordrehrichtung zuerst an der Ladespule L₂ und dann an der Zündimpulsspule L₁ vorbei, so ist aufgrund der kleinen Zwischenzeit der Verzögerungskondensator C₃ noch voll aufgeladen und der Transistor TR₁ noch kräftig durchgeschaltet. Bei voll durchgeschaltetem Transistor TR₁ ist die Zündimpulsspule L₁ bei entsprechender Dimensionierung von R₁ jedoch nicht in der Lage, den zweiten Kondensator C₂ so weit aufzuladen, daß die Schwellspannung zum Zünden des Zündthyristors THY₁ überschritten wird. Hinzu kommt, daß zu Anfang der falschen Motordrehrichtung die Drehzahl und somit die in ders Zündimpulsspule L₁ induzierte Spannung noch relativ gering ist. Es erfolgt also keine Zündung; die Zündanlage ist absolut rücklaufsicher.

Claims (7)

1. Kondensatorzündanlage für Benzinkleinmotoren mit einem im Primärkreis der Zündspule angeordneten Ladekondensator, einer Ladespule, in welcher der Dauermagnet eines Polrades die Ladespannung induziert, und einer gesonderten, mit der Steuerelektrode eines den Ladekondensator über die Primärwicklung der Zündspule entladenden elektronischen Schalters, insbesondere eines Thyristors, verbundenen Zündimpulsspule, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis des elektronischen Schalters (THY₁) durch einen zweiten Kondensator (C₂) in Serie mit einem zweiten elektronischen Schalter (TR₁) überbrückt ist, der über einen der Ladespule (L₂) parallelgeschalteten Verzögerungskondensator (C₃) ansteuerbar ist, dem ein Begrenzungswiderstand parallelgeschaltet ist.

2. Kondensatorzündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungskondensator (C₃) in Serie mit einer Diode (D₁) liegt.

3. Kondensatorzündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verzögerungskondensator (C₃) ein Potentiometer (P₁) parallelgeschaltet ist, mit dem der Einsatz der Spätverstellung eingestellt werden kann.

4. Kondensatorzündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündimpulsspule L₁) - in Umlaufrichtung des Polrades bei der gewünschten Motordrehrichtung gesehen - vorlaufend gegenüber dem Ladekondensator (L₁) angeordnet ist.

5. Kondensatorzündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite elektronische Schalter ein SIPMOS-Transistor (TR₁) ist.

6. Kondensatorzündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite elektronische Schalters ein pipolarer Transistor, ein FET-Transistor oder ein Thyristor ist.

7. Kondensatorzündanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6 gekennzeichnet durch einen dem Potentiometer (P₁) parallelgeschalteten temperaturabhängigen Widerstand (RT), um den durch den Potentiometer eingestellten Einsatzpunkt der Spätverstellung über Temperaturveränderungen konstant zu halten.