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Verfahren und Einrichtung zum ZÜnden des Gasgemisches in Explosionsmotoren
Zum Zünden. von Explosionsmotoren sind Einrichtungen bekannt, die eine Hilfsentladung
über Elektroden verwenden. Diese Hilfsentladung ruft im Raum zwischen den Elektroden
einen als Reizfunken bezeichneten Überschlag hervor, der die Entstehung eines Liclitbogens
zwischen Kerze undMasseeinleitet undso dieVersorgungderZündkerzemitelektrischerEnergiegewährleistet.
BeiallensolchenVorrichtungenmuß die Hilfsentladung vergleichsweise stark sein. Da
weiterhin die im Lichtbogen entwickelte Wärme genau im gleichen Maße entsteht, wie
die Stromquelle Energie liefert, so ist innerhalb eines gegebenen Zeitraumes die
Wärmeentwicklung ungenügend, und das Zünden geschieht im allgemeinen schon durch
den Reizfunken.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Zündverfahren, bei dem die
Zündkerze durch die Entladung eines ständig zu ihr parallel liegenden Kondensators
mit Zündenergie beschickt wird. Dieser parallele Kondensator speichert einen großen
Energiebetrag auf, der während der Entladung plötzlich frei wird; er wird auf eine
für den Überschlag des Funkens in der Zündkerze unzureichende Spannung.geladen.
In gewollten Zeitpunkten wird der Uberschlag durch eine Hilfsentladung bei hoher
Spannung bewirkt; diese Hilfsentladung läßt zwischen den Elektroden der Zündkerze
einen Hilfsfunken entstehen, der ausreicht, die Luftstrecke zu ionisieren. Die erwähnte
Hilfsentladung wird mittels eines Magnetinduktors oder einer Induktionsspule herkömmlicher
Bauart bewirkt unter Verwendung eines vorn Motor mechanisch geregelten Unterbrechers
oder irgendeines anderen wirkungsgleichen Mittels.
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Da die für das Hervorbringen des Hilfsfunkens notwendige Leistung
vergleichsweise sehr gering ist, gestattet die erfindungsgemäße Einrichtung das
Bewirken einer überaus kräftigen Zündung, ohne daß der die Überschlagszeiten regelnde
Unterbrecher übermäßig belastet wird.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind zwei ihrer Ausführungsbeispiele
in den Abbildungen schematisch veranschaulicht.
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Der Kondensator i ist ständig der Zündkerzeg, parallel geschaltet;
3 ist, wie in jedem Schaltschema, die Masse. Der Kondensator i wird von der
Stromquelle 4 geladen, die beispielsweise ein Gleichstromerzeuger für eine vergleichsweise
hohe Spannung sein kann. Im Bedarfsfalle wird in den Ladestromkreis eine Impedanz
5 gelegt, um während der Entladung des Kondensators i über die Zündkerze
2 die von der Stromquelle 4 gelieferte Leistung zu begrenzen. Um diese Entladung
zu gewollten Zeitpunkten zu bewirken, ist eine Hilfsfunkenstrecke 6 in Reihe
mit einem Hochspannungskondensator 7 parallel zu den Klemmen der Zündkerze
gelegt. Der Hochspannungskondensator7 kann beispielsweise von dem Sekundärstromkreis
eines Magnetinduktors8
für hohe Spannung geladen werden, der in
herkömmlicher Weise synchron mit der Welle des Explosionsmotors umläuft. Im Augenblick
der Unterbrechung des Primärstromkreises ün Magnetinduktor 8 wird der Hochspannungskondensator
7 plötzlich geladen, und er entlädt sich augenblicklich über die Hilfsfunkenstrecke
6.
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Ein Teil dieser Entladung durchsetzt den Raum zwischen den Elektroden
der Zündkerze 2 und leitet hier erfindungsgemäß die Entladung des Kondensators i
ein; um zu verhüten, daß der andere Teil der Anfangsentladung des parallel zum Kondensator
i liegenden Hochspannungskondensators 7 eine zu beträchtliche Zeit andauert,
kann eine Induktionsspule 12 von passend bemessener Reaktanz mit dem Kondensator
i in Reihe geschaltet werden.
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Es werde darauf hingewiesen, daß, falls die Spannung der Stromquelle
4 von der Größenordnung einiger hundert Volt ist, die Kapazität des Kondensators
i bedeutend größer als die Kapazität des Hochspannungskondensators 7
ist;
zur Erzielung der erforderlichen Kapazität kann ein elektrolytischer oder ein kolloidale.r
oder ein wirkungsgleicher Kondensator benutzt werden. Der Magnetinduktor
8 kann selbstverständlich durch eine Induktionsspule mit mechanisch betriebenem
Unterbrecher ersetzt vverden, wobei der Primärkreis aus einer Akkumulatorenbatterie
o. dgl. gespeist wird.
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Bei der Einrichtung nach dem Schaltschema der Abb. 2 wird der
-Hochspannunggkondensator 7 fortwährend mittels eines Magnetinduktors
8 für hohe Spannung oder mittels einer wirkungsgleichenVorrichtung geladen,
und dieser Hochspannungskondensator bildet ebenso wie die Hilfsfunkenstrecke
6 einen -Teil eines eveiterhin eine Reaktanzspule 9 enthaltenden Schwingungskreises.
Dieser wirkt durch gegenseitige Induktion auf eine zwischen den Kondensator i und
die Zündkerze 2 geschaltete Induktionsspule io ein; schließlich ist noch ein Kofidensator
ii an die Klemmen der Zündkerze 2 gelegt.
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Ist der aus i, io, ii und 3 bestehende Schwingungskreis auf
den Schwingungskreis 6, 7, 9 abgestimmt, so induziert eine über die Hüfsfunkenstrecke
6 erfolgende schwingende Entladung des Hochspannungskondensators
7 im erstgenannten Schwingungskreis einen beträchtlichen-Strom, und die schließlich
an den Klemmen des Kondensators ii auftretende, Spannung wird letzten Endes genügend
groß, um zwischen den Elektroden der Zündkerze?, einen Hilfsfunken entstehen zulassen,
der seinerseits die Entladung des Kondensators i über die Zündkerze einleitet.
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Das Schaltschema nach Abb. 2 kann in mannigfacher Weise abgeändert
werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen. So kann insbesondere der Schwingungskreis
6, 7, 9 durch eine beliebige hochfrequente Stromquelle ersetzt werden; man
kann beispielsweise hierzu einen aus der Radiotechnik bekannten Röhren-Schwingungserzeuger
benutzen. Das Regeln der Zündungszeitpunkte kann dann mittels eines einfachen un-Aaufenden
Unterbrechers geschehen, der mit dem Explosionsmotor synchron läuft und auf den
Gitterstromkreis einer Dreielekfrodenröhre einwirkt; dieser Unterbrecher hat nur
eine ganz unbeachtliche Arbeit zu leisten, da er einen praktisch vernachlässigbaren
Strom führt.
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Alle diese Ausführungsformen sind selbstverständlich ohne weiteres
auch bei Vielzylinder-Explosionsmotoren anwendbar; es wird nur noch das Hinzufügen
eines Verteilers für Hochspannung oder eines wirkungsgleichen Organes notwendig.
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Bei Motoren in Kraftfahrzeugen kann die -Stromquelle 4 vorteilhaft
durch einen Generator mit zwei getrennten Ankerwicklungen und dem-.entsprechend
zwei Kollektoren 13 und 14 gebildet werden, von denen 13 für eine vergleichsweise
hohe Spannung bemessen ist und die Zündkerze mit Strom versorgt, während 14 für
Niederspannung gebaut und mit einer etwa auf einer Seite des Fahrzeuges angeordneten
Akkumulatorenbatterie 15 verbunden ist. Abb. 3 ist das Schema dieser
Schaltung; der Hilfsschwingungskreis ist nicht gezeichnet. Während des Anlassens
und so lange, als der Explosionsmotor mit verminderter Drehzahl umläuft, wirkt dieser
Generator als Umformer und gewährleistet so -die -Ladung des -Kondensators i. Sobald
die Umlaufgeschwindigkeit des Explosionsmotors einen bestimmten Grenzwert erreicht,
bewirkt eine besondere Vorrichtung 16, etwa ein Freilauf, eine Fliehkraftkupplung
o. dgl., selbsttätig die Mitnahme des Ankers durch den Explosionsmotor, und der
Generator wird in zweifacher Hinsicht wirksam, wobei über den Niederspannungskollektor
i die Batterie 15 geladen wird, die selbstverständlich -die für die Beleuchtung
des Fahrzeuges, die Steuerung des Motors usw. -üblicherweise benutzte sein kann.