DE69834776T2

DE69834776T2 - Zündsystem

Info

Publication number: DE69834776T2
Application number: DE69834776T
Authority: DE
Inventors: Richard Arthur George Leamington Spa Warwickshire Kinge
Original assignee: Meggitt UK Ltd
Current assignee: Meggitt UK Ltd
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: EP0894974A3; ES2267166T3; EP0894974A2; EP0894974B1; CA2243721C; GB9716318D0; CA2243721A1; US6052270A; DE69834776D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zündsysteme von der Art, die einen ersten Kondensator, eine Schaltung zum Aufladen des ersten Kondensators und eine Schaltung zum Abgeben der Spannung des ersten Kondensators an eine Primärwicklung eines Transformators aufweist.
Herkömmliche Zündsysteme haben einen Kondensator, der aus einer Spannungsquelle aufgeladen wird. Wenn die Ladung des Kondensators den erforderlichen Wert erreicht hat, dann wird ein Schalter geschlossen und die Ladung der Primärwicklung eines Transformators zugeführt. Der Transformator transformiert die Spannung hoch, während die Sekundärwicklung mit einem Kabel verbunden ist, das zu einem Zünder führt, der in einem Brenner oder dergleichen angeordnet ist. Der Zünder ist häufig in einem Abstand von dem Zündsystem angeordnet und mit diesem über ein Hochspannungs-Koaxialkabel verbunden. Lange Kabel dieser Art wirken als Übertragungsleitungen und dämpfen erheblich die den Zündelektroden zugeführten schnellen Impulse. Ferner verbraucht die Aufladung der Eigenkapazität des Kabels einen großen Teil der verfügbaren Energie, und sie kann zu einer unzureichenden Energie in den Zündelektroden führen, um eine zuverlässige Zündung zu bewirken.
In der US-A-5 347 422 ist ein Zündsystem mit einem ersten Kondensator auf der Primärseite eines Transformators und einem zweiten Kondensator auf der Sekundärseite des Transformators beschrieben. Der zweite Kondensator wird bis auf eine Spannung aufgeladen, die ausreicht, um einen Durchbruch einer Vorrichtung mit einem Zündspalt zu bewirken, die zwischen dem zweiten Kondensator und dem Zünder angeordnet ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Zündsystem anzugeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Zündsystem mit einem ersten Kondensator, einer Schaltung zum Aufladen des ersten Kondensators, einer Schaltung zum Anlegen der Spannung des ersten Kondensators an eine Primärwicklung eines Transformators und einem Zünder, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen zweiten Kondensator, der so angeschlossen ist, daß er durch die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators aufgeladen wird, und eine Schaltung enthält, die die Spannung am zweiten Kondensator jedes Mal progressiv erhöht, wenn die Ladung des ersten Kondensators dem Transformator zugeführt wird, bis die Ladung des zweiten Kondensators eine Spannung zur Folge hat, die die Durchbruchspannung des Zünders überschreitet und ausreicht, eine Entladung im Zünder zu bewirken, und daß der zweite Kondensator mit dem Zünder durch ein Kabel verbunden ist, das eine sich zwischen dem zweiten Kondensator und dem Zünder erstreckende Kapazität hat, und daß die Ladung an der Sekundärwicklung so abgegeben wird, daß sowohl der zweite Kondensator als auch die Kapazität des Kabels aufgeladen wird.
Die zum Anlegen der Spannung des ersten Kondensators an die Primärwicklung dienende Schaltung enthält vorzugsweise einen Schalter. Die Schaltung, die die Spannung an dem zweiten Kondensator progressiv erhöht, weist vorzugsweise eine Gleichrichterschaltung zwischen der Sekundärwicklung und dem zweiten Kondensator auf.
Nachstehend werden ein herkömmliches Zündsystem und ein erfindungsgemäßes Zündsystem als Beispiel anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Schaltbild eines herkömmlichen Systems und
2 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Systems darstellt.
Zunächst sei auf 1 Bezug genommen; das herkömmliche System hat einen Speicherkondensator 1, der über einen ohmschen Widerstand 3 und eine Diode 4 an einer Spannungsquelle 2 angeschlossen ist. Die sich gegenüberliegenden Platten des Kondensators 1 sind an den Enden einer Primärwicklung 5 eines Transformators 6 über einen in Reihe geschalteten Schalter 7 angeschlossen, bei dem es sich um einen mechanischen oder einen Festkörper-Schalter, z.B. einen Thyristor, handeln kann. Die Sekundärwicklung 8 des Transformators ist über ein Koaxialkabel 12 mit den Elektroden 10 eines Zünders 11 verbunden. 1 zeigt die elektrische äquivalente Schaltung des Kabels 12, die drei in Reihe geschaltete Drosselspulen 13 in beiden Leitungen 14 aufweist und drei Kondensatoren 15, die zwischen den beiden Leitungen an Verbindungen zwischen den Drosselspulen parallel geschaltet sind.
Nachstehend wird auf 2 Bezug genommen, die ein erfindungsgemäßes Zündsystem darstellt. Die Bauteile in der Schaltung nach 2, die den in 1 dargestellten äquivalent sind, sind mit der gleichen Bezugszahl und einem Beistrich versehen. Der auf der Eingangs- bzw. Primärseite des Transformators 6' liegende Teil des Systems ist mit dem nach 1 identisch, nur daß der Kondensator 1' generell kleiner als der des herkömmlichen Systems ist, so daß dieser Teil nicht erneut beschrieben wird. Der auf der Ausgangs- bzw. Sekundärseite des Transformators 6' liegende Teil des Systems weicht von dem äquivalenten Teil in 1 insofern ab, als ein zweiter Kondensator 20 über eine Gleichrichterschaltung 21 an der Sekundärwicklung 8' und am Eingangsende des Kabels 12' angeschlossen ist. Die Gleichrichterschaltung 21 ist ein Einweg-Gleichrichter, kann jedoch auch einen Zweiweig-Gleichrichter enthalten, so daß sie bidirektional wirkt, um effizienter Energie zurückzugewinnen, die beim "Rücklauf" oder dem Abklingen des Transformators 6' verlorengehen kann. Der sekundäre Kondensator 20 ist an den beiden Leitungen 14' am Eingang des Kabels 12' angeschlossen.
Diese Schaltung bewirkt nicht jedes Mal, wenn der Schalter 12' geschlossen wird, eine Funkenentladung im Zünder 11', sondern nur nach einigen Perioden der Auf- und Entladung des primären Kondensators 1'. Wenn der Schalter 7' geschlossen wird, wird dem Sekundärkreis des Transformators 6' zwar, wie zuvor, Energie zugeführt, doch wird die Energie dem sekundären Kondensator 20 zugeführt. Die Gleichrichterschaltung 21 verhindert, daß sich der Kondensator 20 über die Sekundärwicklung 8' entlädt, wenn die Spannung an der Wicklung abfällt, so daß die Ladung im Kondensator jedes Mal erhöht wird, wenn der Schalter 7' geschlossen wird. Wenn die Spannung am Kondensator 20 ansteigt, steigt sie auch an der verteilten Kapazität 5' im Kabel 12' an, die effektiv einen Teil des sekundären Kondensators bildet.
Schnelle Spannungsimpulse wandern nicht mehr längs des Kabels 12', so daß die verfügbare Spannung nicht gedämpft wird. Jedes Mal, wenn der Schalter 7' geschlossen wird, steigt die Spannung an den Kondensatoren 20 und 15' im Sekundärkreis progressiv an. Wenn diese Spannung die Durchbruchspannung des Zünders 11' überschreitet, entladen sich die Kondensatoren 20 und 15' über die Zündelektroden 10', um das sie umgebende Brennstoff-Luft-Gemisch zu zünden.
Das erfindungsgemäße System stellt eine zuverlässige Funkenentladung am Ende eines Kabels mit hoher Kapazität dar. Wie man sieht, erhöht das System progressiv die Spannung, bis die Entladung auftritt, im Gegensatz zu früheren Systemen, bei denen die angelegte Spannung einen fest eingestellten Wert aufweist und unter Umständen nicht ausreichen kann, um die Zündung zu bewirken. Die vorliegende Erfindung ist daher besonders zum Zünden von Brennstoffgemischen mit einer hohen dielek trischen Festigkeit geeignet, die schwer ionisierbar sind.

Claims

Zündsystem mit einem ersten Kondensator (1'), einer Schaltung (2', 3', 4') zum Aufladen des ersten Kondensators, einer Schaltung (7') zum Anlegen der Spannung des ersten Kondensators (1') an eine Primärwicklung (5') eines Transformators (6') und einem Zünder (11'), dadurch gekennzeichnet, daß das System einen zweiten Kondensator (20), der so angeschlossen ist, daß er durch die Spannung an der Sekundärwicklung (8') des Transformators (6') aufgeladen wird, und eine Schaltung (21) enthält, die die Spannung am zweiten Kondensator (20) jedes Mal progressiv erhöht, wenn die Ladung des ersten Kondensators (1') dem Transformator (6') zugeführt wird, bis die Ladung des zweiten Kondensators (20) eine Spannung zur Folge hat, die die Durchbruchspannung des Zünders (11') überschreitet und ausreicht, eine Entladung im Zünder (11') zu bewirken, und daß der zweite Kondensator (20) mit dem Zünder (11') durch ein Kabel (12') verbunden ist, das eine sich zwischen dem zweiten Kondensator (20) und dem Zünder (11') erstreckende Kapazität hat, und daß die Ladung an der Sekundärwicklung (8') so abgegeben wird, daß sowohl der zweite Kondensator (20) als auch die Kapazität (15') des Kabels (12') aufgeladen wird.
Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abgabe der Spannung des ersten Kondensators (1') an die Primärwicklung (5') dienende Schaltung einen Schalter (7') aufweist.
Zündsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung, die die Spannung am zweiten Kondensator (20) progressiv erhöht, eine Gleichrichterschaltung (21) zwischen der Sekundärwicklung (8') und dem zweiten Kondensator (20) aufweist.