DE625867C

DE625867C - Generation plant for electric waves of high voltage and frequency

Info

Publication number: DE625867C
Application number: DEA73021D
Authority: DE
Original assignee: AC Spark Plug Co
Current assignee: Delco Electronics LLC
Priority date: 1933-04-22
Filing date: 1934-04-17
Publication date: 1936-02-17

Description

Erzeugungsanlage für elektrische Wellen von hoher Spannung und Frequenz Die Erfindung richtet sich auf eine Erzeugungsanlage für elektrische-Wellen von hoher Spannung und Frequenz für Zündvorrichtungen von Brennkraftmaschinen.Generation plant for electric waves of high voltage and frequency The invention is directed to a plant for generating electrical waves from high voltage and frequency for ignition devices of internal combustion engines.

Derartige Anlagen mit einem Ladekreis, der eine Induktanz, eine Energiequelle und einen Unterbrecher enthält, ferner mit einem Speicherkreise, der einen Speicherkondensator zum Aufladen bei Unterbrechung des Ladekreises enthält, weiter mit einem Entladekreis, durch welchen die aufgespeicherte Energie des Kondensators entladen wird, und endlich finit einer Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die mit dem Entladekreis durch einen Transformator für Spannungserhöhung verbunden ist, sind bereits bekannt.Such systems with a charging circuit that has an inductance, an energy source and a breaker, further comprising a storage circuit comprising a storage capacitor for charging when the charging circuit is interrupted, further with a discharge circuit, through which the stored energy of the capacitor is discharged, and finally finite an ignition device for internal combustion engines, which with the discharge circuit through a transformer connected to boost voltage are already known.

Die Erfindung besteht darin, daß der Speicherkreis eine Vorrichtung umfaßt, welche den Stromfluß im Speicherkreise auf einen Ladestrom für den Kondensator beschränkt, und daß im Entladekreis ein Stromschließer vorgesehen ist, welcher den Kreis nur dann schließt, wenn der Speicherkondensator im wesentlichen aufgeladen ist.The invention consists in that the storage circuit is a device includes which the current flow in the storage circuit to a charging current for the capacitor limited, and that a circuit breaker is provided in the discharge circuit, which the The circuit only closes when the storage capacitor is essentially charged is.

Der Kondensator speichert die vom Ladekreis her empfangene Energie auf und gibt sie beim Schließen des Entladekreises durch dessen Stromschließer in einer weit kürzeren Zeitspanne wieder ab als derjenigen der Aufspeicherung. Somit wird in der Tat der erzeugte Momentanström der Entladung so stark, daß er eine überlegene Zündwirkung mit sich bringt. Diese Überlegenheit macht sich besonders bei schon stark verschmutzten Zündkerzen bemerkbar infolge der hohen Frequenz des Entladestroms.The capacitor stores the energy received from the charging circuit and gives it to when the discharge circuit is closed by its circuit breaker a much shorter period of time than that of the storage. Consequently In fact, the instantaneous current generated by the discharge becomes so strong that it becomes a superior one Brings ignition effect. This superiority is particularly evident in already heavily soiled spark plugs noticeable due to the high frequency of the discharge current.

Weitere Merkmale richten sich auf die Ausbildung ' des den Entladestrom von dem Ladekreis abhaltenden Geräts sowie der im Entladekreis und im Ladekreis angeordneten Stromschließer bzw. Stromunterbrecher.Further features are based on the training of the discharge current device preventing the charging circuit as well as the device in the discharging circuit and in the charging circuit arranged circuit breaker or circuit breaker.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in vier verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht.In the drawing, for example, the invention is shown in four different ways Embodiments illustrated.

In der Zeichnung zeigen Fig. i schematisch die vorzugsweise gewählte Ausführungsform eines Stromerzeugungssystems, Fig. 2 bis q. drei weitere etwas abgeänderte Ausführungsformen.In the drawing, FIG. 1 schematically shows the one that is preferably selected Embodiment of a power generation system, FIGS. 2 to q. three more slightly modified Embodiments.

In Fig. i ist mit io die übliche Fahrzeugbatterie und mit i2 ein Kondensator bezeichnet. Der Kondensator kann irgendeine übliche Konstruktion besitzen. Erfolgreich wird ein Kondensator von i AF Kapazität verwendet. Mit 14 ist ein mechanisch angetriebener Unterbrecher bezeichnet., der zweckmäßig seinen Antrieb von der Verbrennungskraftmaschine erhält. Die Unterbrecherkontakte werden zweckmäßig mittels eines kleinen Kondensators 16 gegen Abbrand geschützt. Die zweckmäßig mit einem Eisenkern versehene Induktion L liegt in Reihe mit der Batterie und dem Unterbrecher. Erfolgreich wird eine Induktion von ungefähr o,oo6 Henry benutzt. Der Kondensator 12 liegt im Nebenschluß zu den Unterbrecher-klemmen und in Reihe mit einem Gleichrichter 18, der als eine Zweielektrodengleichrichterröhre dargestellt ist. Am erfolgreichsten hat sich eine Ouecksilberdampfgleichrichterröhre geeigneter Ausführungsform gezeigt. Gegebenenfalls kann man auch statt dessen einen Kupferoxydgleichrichter, einen elektrolytischen Gleichrichter oder irgendeine andere geeignete Gleichriclxterart verwenden. -Der Draht 2o der Gleichrichterröhre wird mittels einer geeigneten Batteriegeheizt.In FIG. I, io denotes the usual vehicle battery and i2 denotes a capacitor. The capacitor can be of any conventional construction. A capacitor of i AF capacity is used successfully. A mechanically driven interrupter is denoted by 14, which expediently receives its drive from the internal combustion engine. The breaker contacts are expediently protected against burn-off by means of a small capacitor 16. The induction L, which is expediently provided with an iron core, is in series with the battery and the breaker. An induction of about o, oo6 Henry is used successfully. The capacitor 12 is shunted to the breaker terminals and in series with a rectifier 18, which is shown as a two-electrode rectifier tube. A mercury vapor rectifier tube of a suitable embodiment has proven to be the most successful. If desired, a copper oxide rectifier, an electrolytic rectifier, or any other suitable type of rectifier can be used instead. - The wire 2o of the rectifying tube by means of a suitable battery heated.

Der Kondensator z2 erhält von der Induktion L eine hochgespannte Ladung, wenn der Stromkreis durch die Induktion L am Unterbrecher unterbrochen ist. Die Ladespannung liegt zweckmäßig in der - Gegend zwischen i5o und Zoo Volt und kann durch Benutzung einer Induktion mit einer beträchtlichen Windungszahl, beispielsweise Zoo, in passender Weise erhalten werden. Der Gleichrichter i8 erlaubt zwar eine Aufladung des Kondensators, gestattet aber nicht einen Rückfl:ußdes Stromes; infolgedessen kann die Entladung des Kondensators nur durch den sogfeich zu 'beschreibenden Stromkreis stattfinden-.The capacitor z2 receives a high voltage charge from the induction L, when the circuit is interrupted by the induction L at the breaker. the Charging voltage is expediently in the area between i5o and zoo volts and can by using induction with a considerable number of turns, for example Zoo, to be appropriately preserved. The rectifier i8 allows one Charging of the capacitor, but does not allow the current to flow back; Consequently the capacitor can only be discharged through the circuit to be described occur-.

Der Entladestromkreis umfaßt außer dem Kondensator 12 einen mechanisch angetriebenen Unterbrecher oder Strornkreisschließer ?4 und die Primärseite 26 eines Transformators. Die Sekundärseite 28 des Transformators liegt in Reihe mit denn Verteiler 301 urid den Zündstrecken 31 der Zündkerzen 32. .Der Transformator kann j e nach- Wunsch einen Luft- oder Eisenkern besitzen; sein Übersetzungsverhältnis kann beispielsweise zwischen 15 bis i5oo liegen. Da der, Energiegehalt des Kondensators 12 relativ niedrig ist, wird die Impedanz der Primärseite 26 so klein als möglich sein.In addition to the capacitor 12, the discharge circuit includes a mechanically driven interrupter or circuit closer? 4 and the primary side 26 of a transformer. The secondary side 28 of the transformer is in series with the distributor 301 and the ignition paths 31 of the spark plugs 32. The transformer can have an air or iron core, as desired; its transmission ratio can for example be between 1 5 to i5oo. Since the energy content of the capacitor 12 is relatively low, the impedance of the primary side 26 will be as small as possible.

Offensichtlich wird, wenn der Kondensator Tä in der angegebenen Weise geladen worden ist, eine Entladung nicht früher stattfinden, als bis der Stromkreisschließer 24 in einer solchen Lage ist, daß er den Entladungsstromkreis schließt. Die Entladung findet irr Form einer Sprungwelle (Impuls) eines Hochfrequenzstromes durch die Primärseite 26 des Transformators statt, der seinerseits durch die Sekundärseite 28 eine Hochspar_--nungs-I-Hochfrequenz-Sprungwelle erzeugt, was ein Überspringen eines Funkens an den. Zündkerzenelektroden zur Folge hat. Infolge der Hochfrequenz der Entladung erhält man selbst dann noch einen befriedigenden Funken, wenn die Zündkerze stark verschmutzt ist.Obviously, when the capacitor Tä in the specified manner has been charged, a discharge does not take place earlier than until the circuit closer 24 is in such a position that it completes the discharge circuit. The discharge takes place in the form of a jump wave (impulse) of a high frequency current through the primary side 26 of the transformer instead, which in turn generates a high-saving high-frequency surge wave through the secondary side 28 generated what a jump of a spark to the. Spark plug electrodes result Has. Even then, a satisfactory one is obtained due to the high frequency of the discharge Sparks when the spark plug is very dirty.

Mit der beschriebenen Anordnung wurde eine Verbrennungskraftmaschine erfolgreich mit der üblichen Sammlerbatterie betrieben und eine verbesserte Zündung erhalten, die praktisch frei von einem Kurzschluß durch Zündkerzenverschmutzung ist. Die hohe Frequenz der Entladung liegt über dem Wert, bei dem eine Störung eines Radioapparates wahrscheinlich eintreten könnte.An internal combustion engine was created with the arrangement described successfully operated with the usual collector battery and an improved ignition obtained practically free from a short circuit due to spark plug contamination is. The high frequency of the discharge is above the value at which a malfunction of a Radio set could probably occur.

In Abänderung des soeben beschriebenen Stromkreises kann der in der Induktion L fließende Strom durch. Drehen der Induktion in einem magnetischen Feld abgegeben werden, wie es bei der üblichen Magnetzünderkonstruktion der Fall ist.In a modification of the circuit just described, the in the Induction L current flowing through it. Rotating the induction in a magnetic field as it is the case with the usual magneto construction.

Der Stromkreis nach Fig. 2 ist der gleiche wie der nach Fig. i mit Ausnahme, daß die Induktion L den Platz mit dem Unterbrecher 14 und seinem Kondensator 16 vertauscht hat. Die Arbeitsweise ist die gleiche, der Kondensator i2 wird durch Energieabgabe von der Induktanz L aufgeladen, nachdem der Stromkreis beim Unterbrecher i q. unterbrochen worden ist.The circuit of Fig. 2 is the same as that of Fig. I with Exception that the induction L takes the place with the breaker 14 and its capacitor 16 has swapped. The operation is the same, the capacitor i2 is through Energy output from the inductance L charged after the circuit at the breaker i q. has been interrupted.

75-e Figt 2 sowie die Fig. 3. und 4 sind durch Weglassung der Darstellung eines Verteilers-30 und Ersetzung der Zündkerzen durch eine Zündstrecke vereinfacht; bei der praktischen Ausführung werden jedoch selbstverständlich: Verteiler und Zündkerzen benutzt.75-e, FIG. 2 and FIGS. 3 and 4 have been omitted from the illustration a distributor-30 and replacement of the spark plugs by an ignition gap simplified; in the practical implementation, however, it goes without saying: distributors and spark plugs used.

Fig. 3. unterscheidet sich von Fig. i nur durch die Eigenschaft des Stromkreises zum Aufladen des Kondensators 12. In diesem Falle liegt der Unterbrecher 14' in Reihe mit der Batterie und. der Primärseite 34 eines T ransformators, dessen übersetzungsverhältnis zweckmäßig 2 : i ist. Die Sekundärseite 36 des Transformators gibt durch die Gleichrichterröhre i8 in der gleichen Weise wie zuvor Energie zu dein Kondensator 12 ab. Gleichfalls ist ein kleiner Kondensator 16' dargestellt, der die Punkte des Unterbrechers 14' überbrückt. Das Bedenken gegen diesen Stromkreis liegt in der zusätzlichen Komplikation durch den Transformator 34, 36.Fig. 3 differs from Fig. I only in the property of Circuit for charging the capacitor 12. In this case, the breaker is 14 'in series with the battery and. the primary side 34 of a transformer whose Gear ratio is expediently 2: i. The secondary 36 of the transformer adds power through rectifier tube i8 in the same manner as before your capacitor 12. A small capacitor 16 'is also shown, which bridges the points of the breaker 14 '. The concern about this circuit lies in the added complication of the transformer 34,36.

Der in Fig.4 dargestellte Stromkreis ist mit dem Stromkreis nach Fig.3 identisch mit der Ausnahme, daß der Gleichrichter 18 durch einen mechanischen Unterbrecher 4o ersetzt ist. Die Arbeitsweise dieses Stromkreises hängt von einer sorgfältigen Einstellung der zeitlichen Wirkungsweise der beiden Unterbrecher i4' und 40 sowie des Stromkreisschließers 24 ab. Die Öffnung des Stromkreises am ersten Unterbrecher 14! verursacht einen Hochspannungsimpuls durch die Primärseite 34 und Sekundärseite 36 des Transformators. In diesem Augenblick ist die Sekundärseite am Unterbrecher 4o geschlossen, so daß der Kondensator z2 auf das gewünschte Potential aufgeladen wird. Sobald der Kondensator i2 aufgeladen ist, wird der Ladestromkreis am Unterbrecher 40 unterbrochen; der Kondensator entladet nunmehr durch den Stromkreisschließer 24, dessen Kontakte alsdann geschlossen sind, und die Primärseite 26 des Transformators in den Entladestromkreis, wodurch, wie weiter oben beschrieben, an der Zündkerze ein Funke erzeugt wird. Eine gewisse Schwierigkeit beim Betrieb dieses Stromkreises liegt deswegen vor, weil die zeitlichen Wirkungsweisen der Unterbrecher so genau aufeinander abgestimmt sein müssen, daß es schwierig, wenn nicht unmöglich ist, die Abstimmung und Einstellung für eine größere Zeitdauer aufrechtzuerhalten. Versuche mit diesem Stromkreis haben jedoch bewiesen, daß ein Kondensator durch Benutzung eines von einer Niederspannungsbatterie erzeugten Stromimpulses auf die gewünschte Spannung aufgeladen werden kann.The circuit shown in Fig.4 is identical to the circuit according to Fig.3 identical with the exception that the rectifier 18 has a mechanical breaker 4o is replaced. How this circuit works depends on careful adjustment of the timing of the two breakers i4 'and 40 and the circuit closer 24 from. The opening of the circuit on first breaker 14! causes a high voltage pulse through the primary side 34 and secondary side 36 of the transformer. Right now is the secondary closed at the interrupter 4o, so that the capacitor z2 to the desired potential being charged. Once the capacitor i2 is charged, the charging circuit is interrupted at the interrupter 40; the capacitor now discharges through the circuit closer 24, whose contacts are then closed, and the primary side 26 of the transformer into the discharge circuit, which, as described above, affects the spark plug a spark is generated. Some difficulty in operating this circuit This is because the timing effects of the interrupters are so precise must be coordinated so that it is difficult, if not impossible, maintain tuning and attitudes for a longer period of time. try with this circuit, however, have proven that a capacitor through use a current pulse generated by a low voltage battery to the desired Voltage can be charged.

Während in allen Fällen der Verteiler im Sekundärstromkreis des Transformators dargestellt ist, kann er gegebenenfalls im Primärstromkreis angeordnet sein; dies ist jedoch nicht wünschenswert, da so die Anwendung eines Transformators für jede Zündkerze notwendig wird.While in all cases the distributor in the secondary circuit of the transformer is shown, it can optionally be arranged in the primary circuit; this however, it is undesirable as so the use of a transformer for each Spark plug becomes necessary.

Es wird darauf hingewiesen und verständlich sein, daß alle dargestellten Stromkreise statt in der dargestellten Weise gewöhnlich durch geeignete Erdleitungen vervollständigt werden.It should be noted and understood that all are illustrated Circuits instead of in the manner shown usually through suitable earth lines to be completed.

Die in der Beschreibung angegebenen Werte für die Kapazität, Induktion usw. sind lediglich eine Erläuterung für eine besonders. Anwendung der Erfindung und beschränken in keinem Fall deren Umfang.The values given in the description for the capacitance, induction etc. are just an explanation of one particular. Application of the invention and in no way limit their scope.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Generation plant for electric waves of high Voltage and frequency, with a charging circuit that has an inductance, a source of energy and includes a breaker, further comprising a storage circuit comprising a storage capacitor for charging when the charging circuit is interrupted, further with a discharge circuit, through which the stored energy of the capacitor is discharged, and finally with an ignition device for internal combustion engines, preferably with the discharge circuit connected by a transformer for increasing voltage, characterized in that that the storage circuit comprises a device (i8) which controls the flow of current in the storage circuit limited to a charging current for the capacitor (i2), and that in the discharge circuit a current closer (24) is provided, which closes the circuit only when the Storage capacitor is essentially charged.

2. Plant according to claim i, characterized characterized in that the device (i8), which the discharge through the charging circuit prevented through, consists of a rectifier.

3. Plant according to claim 2, characterized in that the rectifier is formed by a mercury vapor tube is.

4. Installation according to claims i to 3, characterized in that the current closer (24) a mechanically operated circuit breaker to close the discharge circuit represents.

5. Plant according to claim 4, characterized in that the current closer (24) temporally on a likewise mechanically operated interrupter (i4) of the charging circuit is tuned in such a way that it will close the discharge circuit for a short period of time after opening the charging circuit through its breaker (i4) closes.