DE890282C

DE890282C - Spark plug for internal combustion engines

Info

Publication number: DE890282C
Application number: DES11123D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Haehnle
Original assignee: NIENBURGER METALLWARENFAB GmbH
Current assignee: NIENBURGER METALLWARENFAB GmbH
Priority date: 1941-03-13
Filing date: 1941-03-13
Publication date: 1953-09-17

Description

Zündkerze für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Zündkerzen für Brennkraftmaschinen mit vorzugsweise kurz vor der Zündfunkenstrecke liegender Vorfunkenstrecke. Bei nicht verrußten Kerzen, also insbesondere bei neuen Zündkerzen, mit Vorfunkenstrecke bleibt der durch die Zündfunkenstrecke gebildete Kondensator nach dem Erlöschen des Zündfunkens mit der Löschspannung der Zündfunkenstrecke geladen. Ist die Polarität des nächstfolgenden Spannungsstoßes entgegengesetzt, so wird die erreichbare Höchstspannung an der Zündfunkenstrecke kleiner. Um Störungen, die hierdurch entstehen können, zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung zur Zündfunkenstrecke ein künstlicher Ohnischer Widerstand von etwa 2o bis iooo kOhm unmittelbar parallel geschaltet. Es sind zwar Reihenschaltungen von Widerständen mit Kondensatoren in einem Parallelkreis zur Zündfunkenstrecke in Verbindung mit Überwachungsfunkenstrecken bekannt, aber zur Restspannungsableitung sind derartige Kreise nicht geeignet.Spark Plug for Internal Combustion Engines The invention relates to spark plugs for internal combustion engines with preferably just before the ignition spark gap Pre-spark gap. With non-sooty plugs, especially with new spark plugs, with the pre-spark gap, the capacitor formed by the ignition spark gap remains charged with the extinguishing voltage of the ignition spark gap after the ignition spark has gone out. If the polarity of the next voltage surge is opposite, the achievable maximum voltage at the ignition spark gap is smaller. To disturbances caused by this According to the invention, an ignition spark gap is to be avoided Artificial resistance of about 20 to 100 kOhm directly in parallel switched. There are series connections of resistors with capacitors in a parallel circuit to the ignition spark gap in connection with monitoring spark gaps known, but such circles are not suitable for dissipating residual stress.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Einschaltspannung der Zündfunkenstrecke durch folgende Maßnahme zu steigern.According to the further embodiment of the invention, there is also the possibility of reducing the switch-on voltage of the ignition spark gap by the following measure to increase.

In Reihe mit der Vorfunkenstrecke wird eine kleine Induktivität solcher Größe geschaltet, daß nach dem Ansprechen der Vorfunkenstrecke unter der Mitwirkung der Kapazität der Zündkerze einschließlich deren Schaltkapazität eine Einschaltschwingung mit einer Resonanzfrequenz von etwa io5 Hz entsteht. Dabei ist davon ausgegangen, daß die Spannung an der Zündfunkenstrecke etwa nach einer Viertelperiode ihren Höchstwert erreicht. Es wurde festgestellt, daß besonders günstige Zündverhältnisse entstehen, wenn diese Zeitspanne etwa 2 - io-6 Sekunden beträgt.In series with the pre-spark gap, a small inductance is connected of such a size that after the response of the pre-spark gap with the cooperation of the capacitance of the spark plug including its switching capacitance, a switch-on oscillation with a resonance frequency of about 10-5 Hz occurs. It is assumed that the voltage at the ignition spark gap reaches its maximum value after about a quarter period. It was found that particularly favorable ignition conditions arise when this period about 2 - io-6 is second.

Bekannte induktive Drosselwiderstände in Reihe mit Zündfunkenstrecken dienen zur Unterdrückung unerwünschter Störschwingungen. Ihre Bemessung erfolgt nach ganz anderen Grundsätzen. Insbesondere ist auch der Ohmsche Widerstandsanteil der Drosselspulen in solchen bekannten Anordnungen wesentlich größer als bei der Anordnung gemäß der Erfindung.Known inductive choke resistors in series with spark gaps serve to suppress unwanted interfering vibrations. Your dimensioning takes place according to completely different principles. In particular, there is also the ohmic resistance component the choke coils in such known arrangements are much larger than in the Arrangement according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im. folgenden beschrieben. Ein Schaltbild hierzu ist in Fig.i und ein Ersatzschaltbild in Fig. 2 dargestellt.An embodiment of the invention is in. described below. A circuit diagram for this is shown in Fig.i and an equivalent circuit diagram in Fig. 2.

Ein Generator G, der als Gleichstrom- oder Zündstromgenerator, ini letztgenannten Fall mit Unterbrecher ausgebildet sein kann, speist über die Verteilerfunkenstrecke Fo und ein abgeschirmtes Kabel mit der Kapazität C, von etwa ?oo bis 400 pF die Induktivität L, R, und die Vorfunkenstrecke F, die Zündfunkenstrecke F, der Kerze. Parallel zur Zündkerze liegt die Schaltkapazität C, der Zündkerze von etwa 50 pF und der künstliche Widerstand R, der durch einen Massewiderstand von etwa 5oo kOhm gebildet ist.A generator G, which can be designed as a direct current or ignition current generator, ini the latter case with an interrupter, feeds the inductance L, R and the pre-spark gap via the distributor spark gap Fo and a shielded cable with the capacitance C, from about? Oo to 400 pF F, the spark gap F, the plug. The switching capacitance C, the spark plug of about 50 pF and the artificial resistance R, which is formed by a ground resistance of about 500 kOhm, are parallel to the spark plug.

Die Wirkungsweise der Anordnung sei an Hand des in Fig. 2 dargestellten Ersatzschaltbildes erläutert. Im Augenblick des Öffnens des Unterbrechungskontaktes entsteht eine Schwingung von etwa 2ooo Ilz. Nach einer Viertelperiode ist der Höchstwert der Spannung zwischen den Punkten b und e erreicht und der Kondensator C, voll aufgeladen. Die Verteilerfunkenstrecke F, wird bereits vorher bei ziemlich niedriger Spannung (etwa 2 kV) durchschlagen und hat für die folgenden Vorgänge keine Bedeutung. Ehe der Höchstwert der Spannung zwischen den Punkten b und e (etwa 16 kV) erreicht ist, zündet die Funkenstrecke F, Ohne die Anordnung einer Induktivität in Reihe mit der Vorfunkenstrecke F, wäre die Spannung an der Zündfunkenstrecke um den Betrag der Löschspannung von F, kleiner als die Spannung zwischen den Punkten b und e. Bei Zwischenschaltung der möglichst verlustarmen Induktivität L von etwa 50 nillz entsteht demgegenüber, wie bereits oben erläutert, eine Einschaltschwingung. Mit Rücksicht auf den parallel zur Zündfunkenstrecke liegenden Widerstand R, dem gegebenenfalls noch ein Verrußungswiderstand parällel liegt, ist es erwünscht, den Höchstwert der Einschaltschwingung nach etwa i bis 5 - io-6 Sekunden zu erreichen. Der Ohmsche Widerstand R, des Schwingungskreises ist so klein gewählt, daß ein Höchstwert der Einschaltschwingung erzielt wird, welcher na-hezu das Doppelte der angelegten Spannung beträgt. Diese hohe Spannung entsteht aber nur an der Zündfunkenstrecke F., während die Vorfunkenstrecke und insbesondere die Kabel- und die Wicklungsisolation des Zündgenerators nur für die angelegte Spannung bemessen zu werden brauchen. Die Dauerbeanspruchung dieser Isolation wird dadurch verringert. Auch die Abschirmung der Anlage ist damit leichter durchführbar. Ohne Anordnung der entsprechend bemessenen Induktivität wäre demgegenüber die Vorfunkenstrecke, um wirksam sein zu können, auf eine etwas höhere Überschlagsspannung einzustellen, als die höchste Überschlagsspannung an der Zündfunkenstrecke während der ersten Zündungen beim Anlassen beträgt. Die Dauerbeanspruchung der Isolation wäre dadurch höher.The mode of operation of the arrangement will be explained with reference to the equivalent circuit diagram shown in FIG. At the moment the break contact is opened, an oscillation of about 2,000 Ilz occurs. After a quarter cycle, the maximum value of the voltage between points b and e is reached and the capacitor C is fully charged. The distribution spark gap F is already broken down beforehand at a fairly low voltage (approx. 2 kV) and is of no importance for the following processes. Before the maximum value of the voltage between points b and e (approx. 16 kV) is reached, the spark gap F ignites, Without the arrangement of an inductance in series with the pre-spark gap F, the voltage at the ignition spark gap would be the amount of the extinguishing voltage of F, less than the voltage between points b and e. In contrast, when the inductance L, which is as low-loss as possible, of approximately 50 nilz is interposed, a switch-on oscillation occurs, as already explained above. With regard to the resistance R lying parallel to the ignition spark gap, which may also have a sooting resistance in parallel, it is desirable to reach the maximum value of the switch-on oscillation after about 1 to 5 to 10 -6 seconds. The ohmic resistance R. This high voltage only arises at the ignition spark gap F., while the pre-spark gap and in particular the cable and winding insulation of the ignition generator only need to be dimensioned for the voltage applied. This reduces the long-term stress on this insulation. The system can also be shielded more easily. Without the arrangement of the correspondingly dimensioned inductance, on the other hand, the pre-spark gap, in order to be effective, would have to be set to a slightly higher breakdown voltage than the highest breakdown voltage at the ignition spark gap during the first ignitions when starting. The long-term stress on the insulation would be higher as a result.

Nach dem Erlöschen der Zündfunkenstrecke F2 wird der durch sie gebildete Kondensator C2 über den Widerstand R, entladen. Als Ableitungswiderstand wird zweckmäßig ein sogenannter Massewiderstand verwendet. Dieser enthält leitende Teilchen, welche mit nichtleitenden Bindemitteln vorzugsweise in Stab-oder Scheibenform gepreßt und gegebenenfalls gehärtet sind. Gegenüber sogenannten Schichtwiderständen haben derartige Widerstände den Vorteil, daß die Gefahr des Überschlagens bedeutend verringert ist. Als Vorfunkenstrecke kann auch ein Schneidenverteiler in besonderer Anordnung verwendet werden. Dazu ist lediglich notwendig, daß die Zündanlage statt, von einer Wellenspannung, wie sie ein Zündmagnet liefert, von kontinuierlicher Gleichspannung gespeist wird und daß die zeitliche Genauigkeit der Zündung durch besonderen Aufbau des Schneidenverteilers gewährleistet wird.After the ignition spark gap F2 has been extinguished, the capacitor C2 formed by it is discharged via the resistor R. A so-called ground resistance is expediently used as the discharge resistance. This contains conductive particles which are pressed with non-conductive binders, preferably in the form of rods or discs, and optionally hardened. Compared to so-called sheet resistors, resistors of this type have the advantage that the risk of flashover is significantly reduced. A cutting edge distributor in a special arrangement can also be used as a pre-spark gap. All that is necessary for this is that the ignition system is fed with continuous DC voltage instead of a shaft voltage such as that provided by an ignition magnet, and that the timing accuracy of the ignition is guaranteed by the special design of the blade distributor.

Claims

PATENT CLAIMS-i. Spark plug for internal combustion engines with preferably Pre-spark gap located shortly before the ignition spark gap, characterized in that that an artificial ohmic resistance of about 2o to 100o for the ignition spark gap kOhm is switched directly to paiaHel.

2. Spark plug according to spoke i, characterized in that ,. that the resistance is designed as a known ground resistance. 3. Spark plug according to claim i or 2, characterized in that a small inductance is connected in series with the pre-spark gap of such a size that after the response of the pre-spark gap (F,) with the assistance of the capacity of the Zündke.rze including its switching capacity, a switch-on oscillation mä a resonance frequency of about 10 5 Hz arises. 4. Spark plug according to Claim 3, characterized in that the value for the ohmic resistance (R,) of the oscillating circuit is selected to be so small that that maximum value of the switch-on oscillation is reached which is approximately twice the applied voltage.