DE520112C - Kontrollvorrichtung fuer die Zuendung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beobachtung und Kontrollierung der Zündwirkung von Zündkerzen bei Brennkraftmaschinen, durch die ein Versagen oder eine schlechte Wirkungsweise der Zündung bei ein oder mehreren Zylindern sofort erkannt und beseitigt werden kann, so daß eine tatsächliche und wirkungsvolle Zündung stets erzielt werden kann, ungeachtet der Tatsache, ob die Zündkerzenelektroden irgendwie beschädigt oder mit Öl, Ruß ο. dgl. verschmutzt sind.

Die Erfindung bringt ferner den wesentlichen Vorteil, daß der übliche Zündstrom von hoher Spannung in einen stärkeren Strom von hoher Frequenz umgewandelt wird, der einen elektrischen Funken oder Bogen von längerer Dauer und größerer Stärke an den Zündkerzenelektroden zur Entstehung bringt, wodurch eine vollständige Verbrennung des Brennstoffes selbst unter sehr schlechten Betriebsbedingungen gewährleistet wird.

Die Erfindung ist besonders bei Flugzeugen mit Vorteil anwendbar, da die Ausschaltung von Zündungsfehlern oder die Herabsetzung der Zündungsfehler auf ein Minimum etwaige Flugstörungen nahezu ausschließt. Jedoch kann die Erfindung naturgemäß ebenso bei Automobilen und ganz allgemein bei Brennkraftmaschinen Verwendung finden.

Außer der Sicherung einer kräftigen und wirkungsvollen Zündung trotz etwaigen Beschädigungen der Zündkerzenelektroden kann die Vorrichtung noch dazu benutzt werden, um den Zündbogen so einzustellen, daß er den verschiedenen Arbeitsgängen in den verschiedenen Maschinenzylindern sich anpassen kann, wodurch eine wirksame Entzündung erreicht und eine Verkohlung der Zylinder und Kolben und eine Kondensation des Gasgemisches und damit ein Hindurchtreten der Gase durch den Kolben sowie eine Zersetzung des Öles in dem Kurbelgehäuse vermieden wird. Die Vorrichtung gemäß Erfindung dient auch dazu, die Maschine nicht heiß werden zu lassen und den Brennstoffverbrauch herabzusetzen.

Die Erfindung besteht in der Hauptsache darin, daß zwischen den Magneten oder Verteiler einerseits und die Zündkerze selbst andererseits eine Vorrichtung in den Zündstromkreis eingeschaltet wird, die einen Funkenübertritt hervorbringt, der sichtbar ist und eingestellt werden kann, um hierdurch die Länge des Funkens zu verändern. Diese Vorrichtung besteht aus gegeneinander verstellbaren Elektroden, welche durch Hülsen hindurchtreten, welche mit dem Magneten oder Verteiler und der Zündkerze verbunden sind. Die Elektroden und Hülsen sind aus

52Ö112

verschiedenen Legierungen hergestellt, deren Molekularlagerungen beim Durchgang eines Stromes von hoher Spannung so beeinflußt werden, daß ein hoher Frequenzstrom entsteht, der einen Funken von größerer Stärke und längerer Dauer an den Zündkerzenelektroden zur Folge hat.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, ίο und zwar zeigt Fig. ι eine Vorrichtung gemäß Erfindung, Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt; Fig. 3, Fig. 4 zeigen Einzelheiten in vergrößertem Maßstabe; Fig. 5 zeigt eine Ansicht zum Teil im Schnitt einer Kontrollvorrichtung für eine Sechszylinderbrennkraftmaschine, während Fig. 6 ein Querschnitt durch die Fig. 5 ist; Fig. 7 und Fig·. 8 zeigen die Anbringung der Kontrollvorrichtung an einem Instrumentenbrett; Fig. 9 zeigt ein Schaltschema mit mehreren Zündkerzen und einem Magneten: Fig. 10 zeigt ein Schaltschema mit mehreren Zündkerzen und zwei Magneten. ■

Die Vorrichtung besteht in einer verstellä*5 baren Elektrode 2, die als Schraube ausgebildet sein kann und durch eine Metallhülse 3 hindurchgeht, wobei sie in das Gewinde 4 dieser Hülse eingreift. Ein Ansatzzapfen 6 geht von der Hülse 3 ab und ist mit einem Kabel 5 verbunden, das von dem Magneten, einem Verteiler oder einer sonstigen elektrischen Energiequelle herkommt. Die Elektrode 2 ist in ihrem Abstande gegenüber einer feststehenden zweiten Elektrode 7 regelbar, die ihrerseits auch wieder als Schraube ausgebildet sein kann. Zwischen den benachbarten Enden der ersten und zweiten Elektrode ist ein sichtbarer und regelbarer Spalt 8, über den der Funken hinwegschlägt. Eine dritte Elektrode 9, die auch als Schraube ausgebildet sein kann., kann feststehen oder, falls gewünscht, ebenfalls gegenüber der zweiten Elektrode 7 verschiebbar sein, wodurch ein zweiter Luftspalt 11 zwischen der zweiten und dritten Elektrode gebildet wird, über den der Funken wiederum hinüberschlagen muß. Die dritte Elektrode geht durch eine Metallhülse 12, die mittels eines Ansatzzapfens 13 mit einem Kabel 10 verbunden ist, das zur Zündkerze hinführt.

Die drei Elektrodenteile sind so angeordnet, daß der Spalt 8 zwischen der ersten und zweiten Elektrode für den die Maschine Bedienenden sichtbar ist, so daß, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, jede Fehlzündung sofort durch entsprechendes Schwächerwerden oder Fehlen des Funkenüberganges über den Spalt 8 bemerkt werden und durch Verstellen der regelbaren Elektroden 2 behoben werden kann. Durch diese Verstellung wird die Stärke des Stromes und der durch die Zündkerzen erzeugte Zündfunken vergrößert. Wenn die dritte Elektrode 9 feststeht, wie in Fig. ι und 2 dargestellt, braucht der Spalt 11 zwischen der zweiten und dritten Elektrode nicht sichtbar zu sein; ist diese dritte Elektrode dagegen ebenfalls verstellbar, so kann der Spalt 11 ebenfalls sichtbar sein.

Die Tragvorrichtung für die Elektrodenteile kann aus zwei Blöcken 14 aus Isoliermaterial bestehen, in denen die Hülsen 3 und 12 liegen, wobei diese Blöcke durch in Isolierrohren 17 liegende Bolzen 16 in richtigem Abstand voneinander gehalten werden. Die zweite Elektrode kann durch Muttern 18 an eine aus Isoliermaterial bestehende Metallplatte 19 angeklemmt werden.

Es können für die verschiedenen Elektroden alle brauchbaren Metalle oder Legierungen verwendet werden, ebenso für die Hülsen und die Anschlußzapfen; doch wird die Wirkungsweise der Vorrichtung besonders verbessert, wenn folgende Metalle verwendet werden: Die Zapfen 6 und 13 sollen zweckmäßig aus Flußeisen bestehen, die Hülse 3 besteht zweckmäßig aus Lowmoor-Eisen oder schwedischem Eisen, jedoch ist dem Lowmoor-Eisen der Vorzug zu geben, und der innere Ring 22 besteht aus einer Legierung von Zink, Zinn, Phosphorzinn und Aluminium in dem Mischungsverhältnis von etwa 750/0 Zink, 15% Zinn, 50/0 Phosphorzinn und 50/0 Aluminium. Die Hülse 3 ist entsprechend ihrer Molekularlagerung rein negativ und hat die Eigenschaft, hochgespannte Ströme anzuziehen, die wiederum die Molekularlagerung ändern. Die Hülse 3 stellt gewissermaßen eine Kapazität dar. Wenn die Hülse vollkommen geladen ist, wird der Strom stark erregt, bevor er entlang der ersten Elektrode hindurchtreten kann, die durch den mit Schraubengewinde ausgestalteten Teil 4 in den inneren Ring der Hülse 3 hindurchtritt.

Die erste regelbare Elektrode wird vorzugsweise aus einer Legierung von Kupfer und Zinn in dem Mischungsverhältnis von ungefähr 900/0 Kupfer und ioo/o Zinn gebildet. Da hochfrequente Ströme das Bestreben haben, zu einem Punkt zu fließen, kann das untere Ende 23 der regelbaren Elektrode 2 spitz bder konisch ausgebildet werden, und das obere oder Eintrittsende der zweiten Elektrode wird zweckmäßig flach und mit vergrößertem Kopf 24 ausgebildet. Diese Konstruktion verhindert jegliches Bestreben des Stromes, von der zweiten Elektrode zu der ersten zurückzufließen. Die zweite Elektrode 7 wird zweckmäßig aus Deltametall gebildet, und ihr unteres oder Austrittsende 26 ist ebenso zugespitzt oder von konischer Form; diese Elektrode wirkt

als Leiter und besteht aus Deltametall, um jede Oxydation zu vermeiden. Die diese Elektrode festpressenden Muttern 18 sind ebenfalls aus Deltametall hergestellt.
Die dritte Elektrode 9 wird zweckmäßig aus Kupfer, Phosphorzinn und Aluminium in dem Mischungsverhältnis von etwa 75% Kupfer, 150/0 Zinn und ioo/₀ Aluminium zusammengesetzt und trägt an ihrem oberen Ende einen ilachen Kopf 27, wodurch ein Rückstrom zu der zweiten Elektrode verhindert wird. Der Ring 12, in dem die dritte Elektrode liegt, besteht aus einem äußeren Ring 28 aus Lowmoor-Eisen oder schwedischem Eisen und einem inneren Ring 29 aus Kupfer, Zinn und Aluminium in dem Mischungsverhältnis von etwa 750/0 Kupfer, 150Ό Zinn und ioo/₀ Aluminium. Die Hülse 12 bildet einen positiven Körper, von dem der

ao Strom zu dem Ansatzzapfen 13 hindurchtritt, von der ein Kabel zu der Zündkerze führt. Bei der Ausbildung der verschiedenen Elemente gemäß den obigen Angaben wurde gefunden, daß es möglich ist, eine sehr hohe Ausbreitung des hochgespannten oder Hochfrequenzstromes zu erhalten, einen Funkenübergang zwischen den Elektroden der Zündkerze zu erhalten, der äußerst stark ist und verhältnismäßig lange besteht, selbst wenn die Elektroden der Zündkerzen irgendwie beschädigt oder verschmutzt oder voneinander so weit entfernt sind, daß unter den üblichen Bedingungen eine genügende Zündung nicht mehr stattfinden würde. Mit der Vorrichtung gemäß Erfindung ist es möglich, an der Zündkerze einen kräftigen Zündfunken zu erzielen, der während des ganzen Explosionshubes ('Arbeitshubes) des Zylinderkolbens dauert. Solch ein Zündfunken erreicht eine vollständige Verbrennung auch dann, wenn das Öl- oder Gasgemisch zu reich j oder zu arm ist. j

Entsprechend einer Ausführungsart der Erfindung ist eine Anzahl von sichtbaren und regelbaren Zündungsregelvorrichtungen in einem Gehäuse 30 aus Isoliermaterial vereinigt (vgl. Fig. 5 und 6), das an seiner Vorderseite mit passenden Öffnungen, z. B. Fenstern 31, versehen ist, die vor den Spalten zwischen der ersten und zweiten Elektrode und zwischen der zweiten und dritten Elektrode liegen, wobei diese dritte Elektrode ebenfalls gegenüber der zweiten Elektrode verstellbar ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht.

Falls gewünscht, können die zweite Elektrode und die daran anschließenden Teile der ersten und dritten Elektrode in Glasröhren 32 eingeschlossen sein, wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 ist das eine Anzahl von Kontrollvorrichtungen enthaltende Gehäuse 30 an der Rückseite eines· Instrumentenbrettes 33 angeordnet, das an seiner Vorderseite Sehauöffnungen 3 4 trägt, die durch Glas oder Glimmer abgedeckt sind, wodurch die Spalten zwischen der ersten und zweiten Elektrode sichtbar sind. Die Köpfe der Schrauben der ersten,' regelbaren Elektroden sind durch eine Öffnung 36 in dem Instrumentenbrett 33 zugänglich; diese Öffnung ist normalerweise durch eine Klappe y] verschlossen.

Wie in Fig. 9 und ι ο gezeigt, sind zwei oder mehrere Zündkerzen 38 leitend mit den Hülsen 12 der Kontrollvorrichtungen verbun- ■ den, während die Hülsen 3 an dem Magneten 39 angeschlossen sind. Falls erforderlich, können zwei oder mehr Magnete 39 oder Verteiler an die Hülse 3 angeschlossen werden, so daß bei Versagen des einen Magneten oder Verteilers eine wirksame Zündung noch durch den anderen Magneten oder Verteiler erreicht wird.

Durch die Vorrichtung gemäß Erfindung lassen sich eine ganze Reihe wichtiger Vorteile erzielen. Die kräftige und außerdem länger dauernde Zündung an den Zündkerzen ergibt eine vollständige Verbrennung der Brenngase, damit eine größere Kraft und eine größere Beschleunigung. Die erreichbare vollständige Verbrennuhg verhindert eine Verkohlung, ein Überhitzen und ein zu frühes Zünden und vergrößert damit die Lebensdauer der Maschine. Ferner können mit der Vorrichtung gemäß Erfindung schlechtere Brennstoffe benutzt und dennoch gleich gute oder bessere Ergebnisse erzielt werden als sonst. Die Zündkerzenelektroden werden nicht so leicht verschmutzt oder verrußt, und selbst in diesem Falle brauchen sie nicht gereinigt zu werden. Mit der Vorrichtung gemäß Erfindung kann eine genügende Zündung selbst mit abgenutzten, schmutzigen und beschädigten Zündkerzen erreicht werden, ein Vorteil, der bei den bisher bekannten Zündkerzen nicht erreichbar war.

Die Sichtbarmachung der Zündung und der Stärke des Zündfunkens setzt den Führer des Flugzeuges, des Fahrzeuges oder den die Maschine Bedienenden in den Stand, sofort jeden Zündungsfehler festzustellen und zu beheben und die Brennstoffzufuhr zu regeln, so daß der größtmögliche Wirkungsgrad erzielbar ist.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Mehrzylindermaschinen anwendbar, da mit Hilfe dieser Vorrichtung die Zündfunken den in jedem Zylinder herrschenden Bedingungen in ihrer Intensität einzeln angepaßt werden können. Z. B. können hierdurch Verschiedenheiten in der Kompression in den ver-

schiedenen Zylindern durch Verstärken oder Abschwächen der Zündung ausgeglichen werden, ohne daß die Veränderung der Zündung in einem. Zylinder die anderen Zylinder beeinträchtigt. Der Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß die Zündung in den verschiedenen Zylindern unabhängig für jeden einzelnen Zylinder eingestellt werden kann, ein Vorteil, der mit den bekannten Zündmaschinen nicht erreichbar ist.

Falls erwünscht, können die Hülsen 3 und 12 einen inneren und äußeren Ring aus Lowmoor-Eisen aufweisen, die voneinander in einem Abstand angeordnet sind und durch radiale Arme oder Rippen so im Abstand voneinander gehalten werden, daß Zwischenräume entstehen, die mit einer Legierung von Kupfer, Zinn und Aluminium in pulverförmigem Zustande ausgefüllt sind.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Kontrollvorrichtung für die Zündung von Brennkraftmaschinen, bei welcher gegeneinander bewegliche Elektroden durch

   as Hülsen hindurchgehen, die in den Zündstromkreis zwischen den Magneten o. dgl. und der Zündkerze eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet daß die Elektroden und Hülsen aus verschiedenen Legierungen bestehen, deren Molekularlagerungen beim Durchgang eines Hochfrequenzstromes so beeinflußt werden, daß dieser Strom in einen stärkeren Strom von hoher Frequenz umgewandelt wird, durch den ein elektrischer Funken von längerer Dauer und größerer Stärke an den Zündkerzenelektroden zur Entstehung kommt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus verstellbaren Schrauben bestehen, die durch mit Schraubengewinde versehene Hülsen hindurchgehen, von denen die eine mit dem Magneten oder Verteiler und die andere mit der Zündkerze verbunden werden, und daß jede Elektrode aus einem anderen Metall ,oder anderer Legierung besteht als die Hülse, durch welche sie hindurchtritt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus einem inneren und äußeren Ring von verschiedener Metallegierung besteht, und daß der innere Ring einen Durchgang für die verstellbare Aufnahme der Elektrode aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruchs, ge·; kennzeichnet durch eine aus einer Legierung von ,Kupfer und Zinn bestehende Elektrode, die durch eine Hülse hindurchtritt, deren äußerer Ring aus Lowrnoor- oder schwedischem Eisen und deren innerer Ring aus einer Legierung von Zink, Zinn, Phosphorzinn und Aluminium besteht.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruchs, gekennzeichnet durch eine aus einer Legierung von Kupfer, Phosphorzinn und Aluminium bestehende, Elektrode, die durch eine Hülse hindurchtritt, deren äußerer Ring aus Lowmoor- oder schwedischem Eisen und deren innerer Ring aus einer Kupfer-Zinn-Aluminium-Legierung besteht.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine aus einer Kupfer-Zinn-Legierung bestehende Elektrode, die in der Verlängerung und verstellbar zu einer anderen, aus einer Legierung von Kupfer, Phosphorzinn und Aluminium bestehenden Elektrode liegt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei in einer Richtung liegende und gegeneinander verstellbare Elektroden, die aus verschiedenen Metallen oder Legierungen bestehen. .
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Elektrode aus einer Kupfer und Zinn enthaltenden Legierung hergestellt sind, wogegen die zweite Elektrode aus go Deltametall besteht und zwischen der ersten und dritten Elektrode liegt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode aus einer Kupfer-Zinn-Legierung, die zweite Elektrode aus Deltametall und die dritte Elektrode aus einer Legierung von Kupfer, Phosphorzinn und Aluminium besteht.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode durch eine aus Lowmoor- oder schwedischem Eisen und einer Legie-. rung von Zink, Zinn, Phosphorzinn und Aluminium bestehende Hülse hindurchtritt, wogegen die dritte Elektrode von einer Hülse, umgeben wird, die aus Lowmoor- oder schwedischem Eisen und einer Kupfer- Zinn - Aluminium■- Legierung besteht.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen