DE3730291A1 - IGNITION COIL FOR MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
IGNITION COIL FOR MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINEInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zündspule für eine Brennkraft maschine, insbesondere eine Mehrzylinder-Brennkraftma schine, wobei sich die Zündspule zum Zünden der Mehrzylin der-Brennkraftmaschine ohne Zündverteiler eignet.The invention relates to an ignition coil for an internal combustion engine machine, in particular a multi-cylinder internal combustion engine Schine, the ignition coil for igniting the Mehrzylin the internal combustion engine is suitable without an ignition distributor.
Zum Zünden einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ohne Zünd verteiler ist eine Einrichtung bekannt (z. B. JP-Gebrauchs musterveröffentlichung Nr. 52-54 673), bei der eine Zünd spule direkt an jeder Zündkerze befestigt ist, d. h. eine Einrichtung mit jeweils einer Zündspule für jede Zündkerze.For igniting a multi-cylinder internal combustion engine without ignition a device is known (e.g. JP usage sample publication No. 52-54 673), in which an ignition coil is attached directly to each spark plug, d. H. a Device with one ignition coil for each spark plug.
Außerdem ist eine Einrichtung bekannt, bei der getrennt von Zündkerzen Simultanzündspulen an einer Karosserie befestigt sind und eine Zündhochspannung über ein Hochspannungskabel zu den Zündkerzen verteilt wird.In addition, a device is known in which separately from Simultaneous spark plugs attached to a body are and an ignition high voltage via a high voltage cable is distributed to the spark plugs.
Bei diesem Stand der Technik ist die erstgenannte Einrich tung mit jeweils einer Zündspule pro Zündkerze insofern nachteilig, als ebenso viele Zündspulen wie Zylinder not wendig sind. Bei der zweitgenannten Einrichtung kann zwar die Anzahl der Zündspulen auf die Hälfte verringert werden, die Verdrahtung ist jedoch kompliziert wegen der Hochspan nungsverteilung zu den jeweiligen Zündkerzen durch das Hochspannungskabel, und außerdem tritt aufgrund der Hoch spannungsverteilung Funkrauschen auf, wodurch im Fahrzeug befindliche Nachrichtengeräte und elektronische Steuer systeme gestört werden.In this state of the art, the first-mentioned device is with one ignition coil per spark plug disadvantageous, as as many ignition coils as cylinders not are agile. In the second mentioned facility can the number of ignition coils can be reduced by half, however, the wiring is complicated because of the high voltage distribution to the respective spark plugs through the High-voltage cable, and also occurs due to the high Voltage distribution on radio noise, causing in the vehicle communications equipment and electronic control systems are disrupted.
Ziel der Erfindung ist die Lösung der vorgenannten Probleme des Standes der Technik.The aim of the invention is to solve the aforementioned problems the state of the art.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zünd spule für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, wobei die Anzahl Zündspulen verringert ist, die Hochspannungsverdrah tung einfach ist und nur geringes Funkrauschen auftritt.The object of the invention is to provide an ignition Coil for a multi-cylinder internal combustion engine, the Number of ignition coils is reduced, the high voltage wiring is simple and there is little radio noise.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung eine Zündspule vorgesehen für eine Mehrzylinder-Brennkraft maschine mit mehreren auf Zylinderköpfen angeordneten Zünd kerzen, wobei die Zündspule gekennzeichnet ist durch einen Eisenkern, eine Primärwicklung, eine Sekundärwicklung, deren eines Ende direkt mit einer Zündkerze an einem Hoch spannungsanschluß und deren anderes Ende mit der anderen Zündkerze über ein Hochspannungskabel verbunden ist, wobei die Primärwicklung, die Sekundärwicklung, der Eisenkern und der Hochspannungsanschluß als Einheit gemeinsam in Isolier harz eingegossen sind.To solve this problem, according to the invention Ignition coil intended for a multi-cylinder internal combustion engine machine with several Zünd arranged on cylinder heads candles, the ignition coil is characterized by a Iron core, a primary winding, a secondary winding, one end directly with a spark plug at a high voltage connection and its other end with the other Spark plug is connected via a high voltage cable, whereby the primary winding, the secondary winding, the iron core and the high-voltage connection as a unit in isolation are cast in resin.
Bei dieser Zündspule für eine Mehrzylinder-Brennkraft maschine sind die Primär- und die Sekundärwicklung, der Eisenkern und die Hochspannungsanschlüsse einstückig aus gebildet, wobei die beiden Enden der Sekundärwicklung über den Hochspannungsanschluß mit einer Zündkerze und über das Hochspannungskabel mit der anderen Zündkerze verbunden sind. Infolgedessen können zwei Zündkerzen mit nur einer Zündspule gezündet werden, und die Verdrahtung des Hoch spannungskabels wird vereinfacht und verkürzt. Damit wird die Einrichtung relativ kostengünstig, ist leicht zu mon tieren, und das Auftreten von Störungen wird minimiert.With this ignition coil for a multi-cylinder internal combustion engine machine are the primary and secondary winding, the Iron core and the high-voltage connections in one piece formed, with the two ends of the secondary winding over the high-voltage connection with a spark plug and High voltage cable connected to the other spark plug are. As a result, two spark plugs can use only one Ignition coil can be ignited, and the wiring of the high voltage cable is simplified and shortened. So that will the setup is relatively inexpensive, is easy to mon animals, and the occurrence of interference is minimized.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:Using the drawing, the invention is for example explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Zündspule für eine Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine; Figure 1 shows a cross section through an embodiment of the ignition coil for a multi-cylinder internal combustion engine.
Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf die Zündspule in Montagestellung; Figure 2 is a top plan view of the ignition coil in the assembled position;
Fig. 3 ein Schaltbild eines Zündsystems, das die Zündspule gemäß der Erfindung verwendet; und Fig. 3 is a circuit diagram of an ignition system of the invention uses the ignition coil according to; and
Fig. 4 Signalverläufe zur Erläuterung der Funktions weise des Zündsystems von Fig. 3. Fig. 4 waveforms for explaining the function example of the ignition system of FIG. 3.
Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht eine Zündspule 1 aus einer Primärwicklung 1 a, einer Sekundärwicklung 1 b und einem Eisenkern 8. Die Primärwicklung 1 a hat eine Wicklungs schichtstruktur, bei der ein Lackdraht mit einem Durch messer von ca. 0,2-1,0 mm in mehreren Lagen auf einen z. B. aus thermoplastischem Kunstharz gegossenen Primärspulen körper 23 gewickelt ist, wobei jede Wicklungslage aus eini gen zehn Windungen besteht und die Wicklungsstruktur ins gesamt ca. 100-300 Windungen umfaßt. Die Sekundärwicklung 1 b ist auf dem Außenumfang der Primärwicklung 1 a vorgesehen und hat eine Wicklungsstruktur, bei der ein Lackdraht mit einem Durchmesser von ca. 0,03-0,1 mm mit ca. 2500-20 000 Windungen auf einen Sekundärspulenkörper 24 gewickelt ist, der ebenfalls aus thermoplastischem Kunstharz besteht. Die Sekundärwicklung 1 b ist vom Wicklungsanfang her seriell in 5-15 Abschnitte unterteilt und auf den ebenfalls unterteil ten Sekundärspulenkörper 24 gewickelt.Referring to FIGS. 1 and 2, an ignition coil 1 of a primary winding 1 a, 1 b of a secondary winding and an iron core 8. The primary winding 1 a has a winding layer structure in which a magnet wire with a diameter of about 0.2-1.0 mm in several layers on a z. B. from thermoplastic resin cast primary coil body 23 is wound, each winding layer consists of ten gene turns and the winding structure comprises a total of about 100-300 turns. The secondary winding 1 b is provided on the outer circumference of the primary winding 1 a and has a winding structure in which a magnet wire with a diameter of approximately 0.03-0.1 mm is wound with approximately 2500-20,000 turns on a secondary coil former 24 , which is also made of thermoplastic synthetic resin. The secondary winding 1 b is serially divided into 5-15 sections from the beginning of the winding and wound on the secondary part 24, which is also divided.
Ein Wicklungsanfang 30 (bzw. ein Wicklungsende) und ein Wicklungsende 31 (bzw. ein Wicklungsanfang) der Sekundär wicklung 1 b sind mit Hochspannungsanschlüssen 5 bzw. 6 elektrisch verbunden. Ein Wicklungsanfang und ein Wick lungsende der Primärwicklung 1 a (in Fig. 1 ist nur der Wicklungsanfang 32 gezeigt) sind mit Primärwicklungsan schlüssen 15 bzw. 16 elektrisch verbunden. Die Hochspan nungsanschlüsse 5 und 6 und die Primärwicklungsanschlüsse 15 und 16 (Fig. 2) sind gemeinsam mit der Primär- und der Sekundärwicklung 1 a und 1 b und dem Eisenkern 8 mit thermo plastischem Kunstharz 13 umgossen und in einem Gehäuse 21 aufgenommen und gegeneinander durch Vakuumtränkung und Warmaushärten eines Duroplasts 22, z. B. Epoxidharz od. dgl., isoliert.A winding start 30 (or a winding end) and a winding end 31 (or a winding start) of the secondary winding 1 b are electrically connected to high-voltage connections 5 and 6, respectively. A winding start and a winding end of the primary winding 1 a (in Fig. 1 only the winding start 32 is shown) are electrically connected to primary winding connections 15 and 16, respectively. The high-voltage connections 5 and 6 and the primary winding connections 15 and 16 ( Fig. 2) are cast together with the primary and secondary windings 1 a and 1 b and the iron core 8 with thermoplastic resin 13 and accommodated in a housing 21 and against each other by Vacuum impregnation and thermosetting of a thermoset 22 , e.g. B. epoxy or the like. Isolated.
An die als Einheit ausgebildete Zündspule 1 sind ferner Bundringe 17 und 18 angeformt. In diesen sind an Mitten abschnitten Löcher 33 und 34 ausgebildet, durch die noch zu beschreibende Befestigungsschrauben 19 und 20 geführt werden.Collar rings 17 and 18 are also molded onto the ignition coil 1 , which is designed as a unit. In these, sections 33 and 34 are formed at the center, through which fastening screws 19 and 20 to be described are passed.
Wenn diese Zündspule 1 an einem Motor entsprechend der Zeichnung befestigt wird, wird zuerst der mit der Zündspule 1 einstückig geformte Hochspannungsanschluß 6 mit einer Zündkerze P 2 verbunden, die auf einem Zylinderkopf 14 des Motors befestigt ist. Dann wird die Zündspule 1 an dem Zylinderkopf 14 z. B. mit den Bolzen 19 und 20 durch die in den Bundringen 17 und 18 geformten Löcher 33 und 34 befe stigt. Andererseits wird der andere Hochspannungsanschluß 5 mit einer weiteren Zündkerze P 1 verbunden, indem z. B. ein sogenanntes rauschfreies Hochspannungskabel 11 aus einem Widerstandsdraht, dessen Äußeres mit Isoliergummi od. dgl. beschichtet ist, verwendet wird. Die Primärwicklungsan schlüsse 15 und 16 werden jeweils mit einem Leistungs schaltelement bzw. einer Batterie über Verbindungsleitungen (nicht gezeigt) verbunden.When this ignition coil 1 is attached to an engine as shown in the drawing, the high-voltage terminal 6 , which is integrally formed with the ignition coil 1 , is first connected to a spark plug P 2 , which is attached to a cylinder head 14 of the engine. Then the ignition coil 1 on the cylinder head 14 z. B. with the bolts 19 and 20 through the holes 33 and 34 formed in the collar rings 17 and 18 BEFE Stigt. On the other hand, the other high-voltage terminal 5 is connected to a further spark plug P 1 by z. B. a so-called noise-free high-voltage cable 11 made of a resistance wire, the outside of which is coated with insulating rubber or the like, is used. The primary winding connections 15 and 16 are each connected to a power switching element or a battery via connecting lines (not shown).
In dem Zündsystem gemäß Fig. 3 werden die vorstehend be schriebenen Zündspulen verwendet. Dabei werden von zwei Zündspulen 1 und 1′ den vier Zündkerzen P 1, P 2, P 3 und P 4 eines Vierzylindermotors Zündhochspannungen zugeführt. D. h., der eine Ausgangsanschluß der Sekundärwicklung 1 b der Zündspule 1 ist über den Hochspannungsanschluß 6 direkt mit der Zündkerze P 2 verbunden, und der andere Ausgangsan schluß der Sekundärwicklung 1 b der Zündspule 1 ist mit der Zündkerze P 1 über den Hochspannungsanschluß 5 und das Hoch spannungskabel 11 verbunden. In gleicher Weise ist der eine Ausgangsanschluß der Sekundärwicklung 1 b′ der Zündspule 1′ direkt mit der Zündkerze P 4 über einen Hochspannungsan schluß (nicht gezeigt) verbunden, und der andere Ausgangs anschluß der Sekundärwicklung 1 b′ der Zündkerze 1′ ist mit der Zündkerze P 3 über einen Hochspannungsanschluß (nicht gezeigt) und ein Hochspannungskabel 11′ verbunden.In the ignition system of FIG. 3, the above-be signed ignition coils are used. High ignition voltages are supplied from two ignition coils 1 and 1 'to the four spark plugs P 1 , P 2 , P 3 and P 4 of a four-cylinder engine. D. h., The b output terminal of the secondary winding 1 of the ignition coil 1 is connected via the high voltage terminal 6 directly to the spark plug P 2, and the other Ausgangsan circuit of the secondary winding 1b of the ignition coil 1 is connected to the spark plug P 1 via the high voltage terminal 5 and the high voltage cable 11 connected. In the same way, the one output connection of the secondary winding 1 b 'of the ignition coil 1 ' is connected directly to the spark plug P 4 via a high-voltage circuit (not shown), and the other output connection of the secondary winding 1 b 'of the spark plug 1 ' is connected to the spark plug P 3 via a high voltage connection (not shown) and a high voltage cable 11 'connected.
Andererseits sind die einen Enden der Primärwicklungen 1 a bzw. 1 a′ der Zündspulen 1 bzw. 1′ gemeinsam an eine Bat terie 10 geführt, und die jeweiligen anderen Enden sind über Leistungsschaltelemente 3 bzw. 4, die jeweils durch einen Leistungstransistor od. dgl. gebildet sind, geerdet. Steueranschlüsse (die Basisanschlüsse bei der gezeigten Ausführungsform) der jeweiligen Leistungsschaltelemente 3 und 4 sind mit einer Steuereinheit 7 verbunden, die z. B. ein Mikrorechner od. dgl. ist, so daß Ein-Aus-Schaltvor gänge der Leistungsschaltelemente 3 und 4 von von der Steuereinheit 7 erzeugten Steuersignalen S 1 und S 1′ ge steuert werden.On the other hand, the one ends of the primary windings 1 a and 1 a 'of the ignition coils 1 and 1 ' together to a bat terie 10 , and the respective other ends are via power switching elements 3 and 4 , each by a power transistor or the like are formed, grounded. Control connections (the basic connections in the embodiment shown) of the respective power switching elements 3 and 4 are connected to a control unit 7 which, for. B. is a microcomputer od. Like. So that on-off Schaltvor gears of the power switching elements 3 and 4 of the control unit 7 generated control signals S 1 and S 1 'ge controls.
Wenn, wie die Signalverläufe von Fig. 4 zeigen, der Pegel des Steuersignals S 1 hoch wird, wird das Leistungsschalt element 3 elektrisch leitend, so daß ein Strom I 1 in der Primärwicklung 1 a der Zündspule 1 zu fließen beginnt. Wenn anschließend der Pegel des Steuersignals S 1 niedrig wird, sperrt das Leistungsschaltelement 3, so daß der Primärstrom I 1 plötzlich abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Sekundärwicklung 1 b aufgrund von darin gespeicherter Energie eine Hochspannung erzeugt, so daß die Zündkerzen P 1 und P 2 gleichzeitig gezündet werden. Zu dieser Zeit führt der die Zündkerze P 1 aufweisende Zylinder einen Verdich tungshub aus, während der die Zündkerze P 2 aufweisende Zylinder einen Auspuffhub ausführt. Das andere Steuersignal S 1′ wird von der Steuereinheit 7 erzeugt, so daß die Zünd kerzen P 3 und P 4 gleichzeitig durch den vorstehend be schriebenen Vorgang gezündet werden.If, as the waveforms of FIG. 4 show, the level of the control signal S 1 is high, the power switch is element 3 are electrically conductive so that a current I 1 in the primary winding 1 begins to flow a of the ignition coil 1. If the level of the control signal S 1 then goes low, the power switching element 3 blocks, so that the primary current I 1 is suddenly switched off. At this time, a high voltage is generated in the secondary winding 1 b due to the energy stored therein, so that the spark plugs P 1 and P 2 are ignited simultaneously. At this time, the cylinder having the spark plug P 1 performs a compression stroke, while the cylinder having the spark plug P 2 performs an exhaust stroke. The other control signal S 1 'is generated by the control unit 7 , so that the ignition candles P 3 and P 4 are simultaneously ignited by the process described above.
Damit erzeugt die Steuereinheit 7 die Steuersignale S 1 und S 1′ mit einer vorgegebenen Winkelversetzung zueinander, so daß die Zündspulen 1 und 1′ abwechselnd nacheinander Zünd hochspannungen erzeugen und dadurch abwechselnd nachein ander die Zündkerzen P 1 und P 2 sowie die Zündkerzen P 3 und P 4 zünden.Thus, the control unit 7 generates the control signals S 1 and S 1 'with a predetermined angular displacement from one another, so that the ignition coils 1 and 1 ' alternately generate high voltages one after the other and thereby alternately the spark plugs P 1 and P 2 and the spark plugs P 3 and Ignite P 4 .
Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist der Wicklungsanfang 30 der Sekundärwicklung 1 b elektrisch mit der Zündkerze P 1 durch den Hochspannungsanschluß 5 und das Hochspannungskabel 11 verbunden. Diese Anordnung ist jedoch nicht unbedingt notwendig, z. B. kann der Wicklungsanfang 30 direkt mit dem Hochspannungskabel 11 verbunden sein, und ein Stützteil für das Ende des angeschlossenen Hochspan nungskabels 11 kann einteilig mit der Zündspule 1 aus dem thermoplastischen Kunstharz 13 gebildet sein.In the embodiment explained above, the beginning of the winding 30 of the secondary winding 1 b is electrically connected to the spark plug P 1 through the high-voltage connection 5 and the high-voltage cable 11 . However, this arrangement is not absolutely necessary, e.g. B. the winding start 30 can be connected directly to the high-voltage cable 11 , and a support part for the end of the connected high-voltage cable 11 can be formed in one piece with the ignition coil 1 from the thermoplastic resin 13 .
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird die Verdrahtung des Hochspannungskabels bei der angegebenen Zündspule verkürzt und vereinfacht, weil ein Ende der Hoch spannungs-Sekundärwicklung direkt mit einer Zündkerze und das andere Ende mit dem Hochspannungskabel verbunden ist. Im allgemeinen sind Hochspannungskabel zur Rauschunter drückung teurer als andere Kabel, und durch Verkürzen des Hochspannungskabels kann eine Einsparung erfolgen. As can be seen from the above description the wiring of the high voltage cable at the specified Ignition coil shortened and simplified because one end of the high voltage secondary winding directly with a spark plug and the other end is connected to the high voltage cable. In general, high voltage cables to noise are below compression more expensive than other cables, and by shortening the High-voltage cables can be saved.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist es durch die Er findung möglich, ein Zündsystem für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem die Montagearbeiten zum Befestigen des Systems am Motor vereinfacht werden, die Verdrahtung vereinfacht und das Auftreten von Störungen minimiert wird.As is clear from the description, it is through the Er possible, an ignition system for a multi-cylinder Specify internal combustion engine in which the assembly work to attach the system to the engine can be simplified Wiring simplified and the occurrence of faults is minimized.
Claims (2)
einen Eisenkern (8),
eine Primärwicklung (1 a),
eine Sekundärwicklung (1 b), deren eines Ende (31) direkt mit einer Zündkerze (P 2) an einem Hochspannungsanschluß (6) und deren anderes Ende (30) mit der anderen Zündkerze (P 1) über ein Hochspannungskabel (11) verbunden ist, wobei die Primärwicklung (1 a), die Sekundärwicklung (1 b), der Eisenkern (8) und der Hochspannungsanschluß (6) als Einheit gemeinsam in Isolierharz (13) eingegossen sind.1. Ignition coil for a multi-cylinder internal combustion engine with several spark plugs arranged on cylinder heads, characterized by
an iron core ( 8 ),
a primary winding ( 1 a ),
a secondary winding ( 1 b ), one end ( 31 ) of which is connected directly to a spark plug ( P 2 ) at a high-voltage connection ( 6 ) and the other end ( 30 ) of which is connected to the other spark plug ( P 1 ) via a high-voltage cable ( 11 ) , wherein the primary winding ( 1 a ), the secondary winding ( 1 b ), the iron core ( 8 ) and the high-voltage connection ( 6 ) are cast together as a unit in insulating resin ( 13 ).
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