DE640226C - Zuendverfahren fuer gemischverdichtende Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die bekannten elektrischen Zündeinrichtungen für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen arbeiten in der Weise, daß der gesteuerte Zündfunke dann überspringt, wenn das Gemisch durch den Kompressionshub verdichtet ist, wobei eine besondere Zündverstellung vorgesehen ist, um den Zündzeitpunkt zu verlegen. Diese Zündungsart setzt einen angetriebenen Verteiler voraus, der die Funkengebung für die einzelnen Zündkerzen im richtigen Zeitpunkt zu besorgen hat. Solche Einrichtungen sind kostspielig und bilden eine Fehlerquelle, auch bedürfen sie einer entsprechenden von Hand zu betätigenden Regelung des Züntizeitpunktes.

Um die Zündverstellung von Hand aus zu vermeiden, wurden selbsttätige Verstellvorrichtungen geschaffen, die den Zündzeitpunkt unter Berücksichtigung eines oder verschiedener Umstände einstellen. Die Ergebnisse dieser Art des Einsteilens sind jedoch nicht befriedigend, da bei ihr auf die im Zylinder jeweils herrschenden Zustände nicht genügend Rücksicht genommen werden kann.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung ein Zündverfahren für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, bei dem den Elektroden der Zündkerze, die in einer mit dem Arbeitsraum des Zylinders verbundenen Kammer, und zwar vorzugsweise in deren obetpn, Ende liegen, in ununterbrochener Folge Zündstromstöße hoher Spannung zugeführt werden.

Während des Betriebes wird das Brennstofflüftgemisch durch die Verdichtung in die Zündkammer hineingepreßt und kommt hier erst zur Entzündung, wenn die Verdichtung einen bestimmten Grad erreicht hat. Von hieraus wird dann die Verbrennung eingeleitet. Es wird die Kammer nicht bei jedem Kolbenspiel gänzlich mit frischem Brennstoffgemisch beladen werden, sondern es werden größere oder kleinere Mengen verbrauchten Gases in der Kammer verbleiben, die nur im Gemisch mit Frischgasen und bei be-,45 stimmtem Druck zündfähig sind. Das Verhältnis zwischen verbranntem und unverbranntem Gas in der Kammer wird von der Drehzahl der Maschine abhängig sein. Je höher z. B. die Umdrehungszahl ist, desto kräftiger wirkt die Ansaugung, desto mehr frisches Brennstoffgemisch wird also in die Kammer gedruckt und mit den in der Kam-' mer verbliebenen Abgasen zur Mischung gebracht. Das die Zündstelle umgebende Gas wird also je nach der Umdrehungszahl verschieden zündfähig sein, und in ihm wird sich die Zündgeschwindigkeit verschieden entwickeln, zumal sich bei geringerer Umdrehungszahl eine breitere, bei hoher eine schmälere Zone weniger zündfähigen Gases an der Funkenstrecke anlagern muß. Die Zündung

wird also in dem einen Falle verzögert (Nachzündung), in dem anderen Falle beschleunigt (Vorzündung).

Man ist demnach in der Lage, ohne Steuerung des Zündfunkens, bei Zufuhr einer ununterbrochenen Folge von Zündstromstößen; hoher Spannung zur Funkenstrecke eine Zündung zu erlangen, welche sich den jeweiligen Betriebsverhältnissen des Motors selbsttätig

ίο anpaßt.

Außerdem hat es sich gezeigt, daß die Zündkerzen bei Verwendung einer Zündung gemäß der Erfindung, wie auch der Motor selbst, wesentlich kühler bleiben, was durch den zuverlässig richtig eintretenden Zündzeitpunkt, der auch von Hand nicht fehlerhaft gewählt werden kann, bewirkt wird.

Die Anordnung kann derart getroffen sein, daß der Zündstrom in der Sekundärwicklung einer Spulenanordnung durch einen die Primärwicklung derselben durchfließenden Wechselstrom mit vorzugsweise steiler Charakteristik seiner Stromkurve induziert wird. Der Strom in der Sekundärwicklung der Spulenanordnung ist durch die Wesensart des Wechselstromes bedingt, wobei bei jedesmaligem Absinken der Spannung bzw. bei jedem Pol wechsel entsprechend der Periodenzahl des Wechselstromes in der Sekundärwicklung der Spulenanordnung der Induktionstrom induziert und die Zündfunkenbildung hervorgerufen wird.

Hierbei können entweder die Sekundärspulen in gleicher Anzahl wie .die Zündkerzen vorgesehen sein, so daß einer jeden Zündkerze je eine gesonderte Spule zugewiesen ist, oder es kann auch für alle Zündkerzen eine einzige Spule vorhanden sein, von welcher aus alle Zündkerzen mit dem Zündstrom beliefert werden. Dies ist deshalb möglich, weil die Zündkerzen nicht wie bisher zu verschiedenen Zeitpunkten, sondern in ununterbrochener Folge Zündstromstöße hoher Spannung erhalten.

Die Verwendung eines Wechselstromgenerators zur Erzeugung des Zündstromes kann gemäß der Erfindung aber auch entfallen, - wenn ein mit einer Mehrzahl von Kontaktflächen versehener Schleifkontakt verwendet wird, der mit einem sich drehenden Teil des Kraftwagens, z. B. mit der Motorwelle, ge-'kuppelt ist. Der Schleifkontakt liegt im Primärkreis einer Spulenanordnung, in deren Sekundärkreis die Funkenstrecken der Zündkerzen liegen. Die Stromführung ist da so getroffen, daß die durch den Schleifkontakt bewirkte Vielzahl von Unterbrechungen des Primärstromes Stromstöße in der Sekundärwicklung der Spulenanordnung induziert,

welche das dauernde Überspringen der Zündfunken bewirken.

Bei dieser Anordnung ist die Verwendung mechanisch bewegter Vibrationsstromunterbrecher wie auch die Anordnung eines Wechselstromerzeugers entbehrlich, da als -.Strömquelle der für die Anlaß- und Beleuchtungseinrichtung vorhandene Strom dem -^Schleifkontakt zugeführt werden kann.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen von Zündkerzen gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Von diesen Figuren zeigen die Fig. 1 bis 4 eine Ausführungsform einer Zündkerze mit verschieden ausgestalteten Kammern, teilweise im Schnitt, während die Fig. 5 und 6 eine andere Ausführungsform mit zwei verschiedenen Gestaltungen der für sich in einer Muffe angeordneten Kammer veranschaulichen. Fig. 7 zeigt das Schaltungsschema für die Erzielung dauernder Funkengebung durch einen Wechselstromerzeuger, Fig. 8 das einer anderen Ausführungsform des Schemas.

Bei den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Zündkerze 1 mit ihrem Anschluß 2 für das Zündstromkabel in ein rohrförmiges Stück 3 eingesetzt, welches mit seinem Gewinde 4 wie eine Zündkerze an den Zylinder angeschlossen werden kann. Die eine Elektrode 5 der Zündkerze ist in gebräuchlicher Weise als Mittelelektrode aus- gebildet, während die zweite Elektrode 6 an die Wandung des Rohrstückes 3 anschließt, also an Masse liegt. Das Rohrstück 3 weist einen Hohlraum auf, der je nach der Gestaltung seiner Wandungen verschiedenartig geformt sein kann. Hierdurch wird eine die Elektroden 5, 6 aufnehmende Kammer gebildet, welche beim Ausführungsbeispiel nach Fig. ι in ihrem Mittelteil eine Erweiterung aufweist, während sie gemäß Fig. 2 an ihrem oberen Ende, gemäß Fig. 3 an ihrem unteren Ende erweitert ist. Auch könnten innerhalb des Rohrstückes'3 durch entsprechende Formgebung der Wandung mehrere untereinander verbundene Kammern gebildet sein. Das untere Ende des Rohrstückes 3 zeigt eine durch eine Einschnürung 7 verengte Übertrittsstelle aus der Kammer des Rohrstückes 3 in den Arbeitsraum des Zylinders.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausbildungsart, tio bei welcher der Raum 11 in der die Elektroden 5, 6 aufnehmenden Kammer nach unten zu erweitert ist und ohne eine Einschnürung mit dem Arbeitsraum des Zylinders in Verbindung steht.

Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsart kann eine beliebige bekannte Zündkerze 8 verwendet werden, wobei ein Zwischenstück 9 vorgesehen ist, das gemäß Fig. 5 eine verengte Übertrittsöffnung 10 aus der Kammer 11 in den Arbeitsraum des Zylinders aufweist. Die Elektroden 5, 6 der Zünd-

kerze 8 ragen in die Kammer 11 hinein. Gemäß Fig. 6 ist die Kammer 11 ohne Änderung ihres Querschnittes mit dem Arbeits.-raum des Zylinders verbunden. Die Form' der Kammer des Rohrstückes 3 bzw. *.- de,s Zwischenstückes 9 ist beliebig, und die Über? trittssteile in den Arbeitsraum des Zylinders kann einen Querschnitt aufweisen, der je nach den gegebenen Verhältnissen dem Querschnitt der Kammer gegenüber gleich, verengt oder erweitert ist. Die Kammer 11 kann auch statt in einem besonderen Zwischenstück angeordnet zu sein, durch entsprechende Gestaltung der Zylinder- bzw. Deckelwandung durch diese selbst ,gebildet werden.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Schaltschema ist die Primärwicklung 12 einer Spulenanordnug an 'einen Wechselstromgenerator angeschlossen, während die Sekundärwicklung 12 an dem einen Ende bei 14 an Masse, an dem anderen Ende an die eine Elektrode 15 einer Zündkerze 16 angeschlossen ist, deren zweite Elektrode 17 bei 18 wieder zur Masse führt. Der die Spule 12 durchfließende Wechselstrom wird demnach in der Spule 13 einen Strom induzieren, welcher ein dauerndes Überspringen des Zündfunkens zwischen den Elektroden 15, 17 der Zündkerze 16 bewirkt.

Gemäß der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist auf eine beliebige Welle 19, z.B. die Welle des Motors, eine Scheibe20 aus isolierendem Stoff aufgesetzt, welche Kontaktflächen 21 aufweist, die mit der Welle 19 leitend verbunden und dadurch an Masse gelegt sind. Ein Schleifkontakt 22 liegt an der Scheibe 20 an und ist mit der Primärwicklung 23 einer Spulenanordnung verbunden, deren Sekundärwicklung 24 an die eine Elektrode 25 der Zündkerze 26 angeschlossen ist. Die zweite Elektrode 27 der Zündkerze und die Sekundärwicklung 24 sind an Masse gelegt, während die Stromquelle 28 an die Primärwicklung 23 und durch den Schleifkontakt 22 an Masse anschließt.

Ist die Scheibe 20 in Umdrehung, so erfolgt eine der hohen Umlauf zahl der Welle 19 und der Anzahl der Kontaktflächen 21 entsprechende Vielzahl von Unterbrechungen des Primärstromkreises und demzufolge ein ununterbrochenes Überspringen von Funken in dem induzierten Sekundärstromkreis zwischen den beiden Elektroden 25, 27 der Zündkerze 26.

Die Scheibe 20 kann auch, statt mit dem ■ Verbrennungsmotor gekuppelt zu sein, auf der Welle eines besonderen kleinen Motors sitzen, so daß vor Anlassen des Motors des Kraft- \vagens die Zündung in Tätigkeit gesetzt werden kann, die alsdann unabhängig von der Kurbelbewegung ist, also sofort mit voller Kraft bereitstellt. Die Kerze kann dann notfalls durch den Zündfunken vorgewärmt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündverfahren für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß den Elektroden der Zündkerze, die in einer mit dem Arbeitsraum des Zylinders verbundenen Kammer, und zwar vorzugsweise in deren oberem Ende liegen, in ununterbrochener Folge Zündstromstöße hoher Spannung zugeführt werden.

2. Zündvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertrittsstelle zwischen der Elektrodenkammer und dem Arbeitsraum des Zylinders einen Querschnitt aufweist, der jeweils entsprechend den konstanten -Eigenarten der Maschine dem Querschnitt der Elektrodenkammer gegenüber gleich, verengt oder erweitert ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, 'dadurchgekennzeichnet, daß der Hohlraum der Elektrodenkammer durch Ausgestaltung seiner Wandungen 'eine oder mehrere miteinander verbundene Kammern bildet. go

4. Zündvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,-daß der Zündstrom in der Sekundärwicklung (13) einer Spulenanordnung durch einen die Primärwicklung (12) durchfließenden Wechselstrom, vorzugsweise mit steiler Charakteristik seiner Stromkurve, induziert wird, wodurch mechanisch bewegte Stromunterbrecher vermieden werden.

5. Zündvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit einer Mehrzahl von Kontaktflächen (21) versehene umlaufende Scheibe (20) aus Isolierstoff, welche an einem sich unabhängig von der Brennkraftmaschine drehenden Teile, z. B. einem kleinen Elektromotor, oder an einem sich drehenden Teile der Brennkraftmaschine sitzt und den Batteriestrom über die n_Q Primärwicklung einer Spulenanordnung schließt und öffnet, in deren Sekundärkreis die Elektroden (25,27) der Funkenstrecke liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen