DE918298C

DE918298C - Switching device for two- and four-stroke internal combustion engines with battery or magneto ignition to achieve periodically interrupted ignition

Info

Publication number: DE918298C
Application number: DEH10385A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eugen Wilhelm Huber
Original assignee: EUGEN WILHELM HUBER DR ING
Current assignee: EUGEN WILHELM HUBER DR ING
Priority date: 1951-11-13
Filing date: 1951-11-13
Publication date: 1954-09-23

Description

Schalteinrichtung für Zwei- und Viertaktbrennkraftmaschinen mit Batterie- oder Magnetzündung zur Erzielung einer periodisch unterbrochenen Zündung Das Patent 91q.799 betrifft eine Schalteinrichtung für Zwei- und Viertaktbrennkraftmaschinen mit Batterie- oder Magnetzündung zur Erzielung einer periodisch unterbrochenen Zündung, bei welcher der Zündzeitpunkt bei Lastbetrieb von dem vorhandenen, normalen Unterbrecher gesteuert wird, während im Leerlauf und bei geringer Belastung der Primärstrom der Zündspule oder des Magnetzünders so beeinflußt wird, daß trotz Öffnens des Unterbrechers nur jeweils nach n Umdrehungen bei Zweitakt- und nach 2 n Umdrehungen bei Viertaktmotoren eine Zündung erfolgt.Switching device for two- and four-stroke internal combustion engines with battery or magneto ignition to achieve periodically interrupted ignition existing, normal interrupter is controlled, while the primary current of the ignition coil or the magneto is influenced in idle and at low load so that, despite opening the interrupter, ignition takes place only after n revolutions for two-stroke engines and after 2 n revolutions for four-stroke engines.

Der Primärstrom wird zur Verhinderung eines Funkenüberschlages an der Zündkerze dadurch verändert, daß zwischenzeitlich ein Widerstand eingeschaltet wird.The primary current is used to prevent a sparkover the spark plug is changed by switching on a resistor in the meantime will.

Nach der Erfindung ist eine im Sinne des Hauptpatentes wirkende Beeinflussung des Primärstromkreises auch dadurch möglich, daß parallel zum Unterbrecher eine zweite Verbindung mit Masse hergestellt wird, die den Ladestromkreis aufrechterhält, auch wenn der Unterbrecher geöffnet ist, und daß diese zweite Masseverbindung nach jeweils n bzw. 2 n Umdrehungen unterbrochen wird, und zwar kurz vor dem Zeitpunkt, zu dem der Unterbrecher öffnet. Die periodische Schließung oder Unterbrechung des Nebenschlusses der Primärleitung kann durch eine Schaltwalze oder durch einen Kontakt oder durch ähnliche Einrichtungen erfolgen. Dadurch steht die Zündspule n bzw. 2 n Umdrehungen lang ständig unter dem vollen Ladestrom. Der Einfluß des sogenannten Schließungsextrastromes wird geringer, und der Ladestrom hat genügend Zeit, auf den nach dem Ohmschen Gesetz sich ergebenden Ruhestrom anzusteigen. Die Zündenergie wird damit bei Leerlauf, bei dem sie besonders benötigt wird, größer. Soweit es infolge der Bauart der Zündspule notwendig ist, den zeitlich länger andauernden Ladestrom zu vermindern, kann ein Widerstand in die Nebenleitung eingebaut werden, der bei Ausschalten der periodischen Zündunterbrechung ebenfalls ausgeschaltet wird.According to the invention, there is an influencing effect in the sense of the main patent of the primary circuit also possible in that a second connection to ground is established, which maintains the charging circuit, even if the breaker is open, and that this second ground connection after each time n or 2 n revolutions is interrupted, namely shortly before the point in time to which the breaker opens. The periodic closure or interruption of the The primary line can be shunted by a shift drum or through a contact or similar institutions. As a result, the Ignition coil constantly under full charge current for n or 2 n revolutions. The influence the so-called closing extra current is lower, and the charging current has sufficient Time to increase to the quiescent current resulting from Ohm's law. the Ignition energy is therefore greater when idling, when it is particularly needed. As far as it is necessary due to the design of the ignition coil, the longer duration To reduce the charging current, a resistor can be built into the secondary line, which is also switched off when the periodic ignition interruption is switched off.

Eine Unterbrechung des Primärstromes und damit das Entstehen des Zündfunkens ist nur möglich, wenn beide Verbindungen mit Masse unterbrochen sind, da andernfalls der Primärstrom entweder über den Unterbrecher oder über die Nebenleitung aufrechterhalten wird.An interruption of the primary current and thus the creation of the ignition spark is only possible if both connections to ground are interrupted, otherwise maintain the primary current either via the breaker or via the secondary line will.

In den Zeichnungen sind Schaltbilder und Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung für einen Zweitaktmotor dargestellt.In the drawings are circuit diagrams and exemplary embodiments of the Switching device according to the invention for a two-stroke engine shown.

Abb. i zeigt das Schaltbild bei Batteriezündung. Der normale Stromkreis besteht aus Batterie i, Zündschalter 2, Primärwicklung 3 der Zündspule, Funkenlöschkondensator q, Unterbrecher 5 des Primärstromes, Sekundärwicklung 6 der Zündspule, Funkenstrecke 7 der Zündkerze.Fig. I shows the circuit diagram with battery ignition. The normal circuit consists of battery i, ignition switch 2, primary winding 3 of the ignition coil, spark extinguishing capacitor q, breaker 5 of the primary current, secondary winding 6 of the ignition coil, spark gap 7 the spark plug.

Die zusätzliche Einrichtung besteht aus Schalter 8, der bei Übergang von Betriebsstellung auf Leerlauf die Nebenschlußmasseleitung bzw. die Kontakteinrichtung zuschaltet; Widerstand g zur Verminderung des Ladestromes; der von einem Nocken io oder einer Scheibe mit einer Untersetzung betätigte Kontakt, der nach jeweils n Umdrehungen die Nebenschlußmasseverbindung unterbricht.The additional device consists of switch 8, which switches on the shunt ground line or the contact device when the operating position is switched to idle; Resistance g to reduce the charging current; that of a cam io or a disc with a reduction actuated contact which interrupts the shunt ground connection after every n revolutions.

Die Kontaktscheibe io kann mechanisch mit entsprechender Untersetzung vom Motor oder durch elektrische Impulse oder durch die Stromänderung des Primärstromkreises betätigt «>erden.The contact disk io can mechanically with a corresponding reduction from the motor or by electrical impulses or by the change in current in the primary circuit pressed «> earth.

Dieselbe Anordnung kann auch bei Magnetzündung verwendet werden, wenn, dem Unterbrecher ein Nebenschluß parallel geschaltet wird, der periodisch nach jeweils n bzw. 2 n Umdrehungen aufgehoben wird. Die Abb. 2 zeigt das Schaltbild einer derartigen Magnetzündanordnung. Die Bezeichnungen und die Wirkungsweise sind dieselben wie sie bei der Batteriezündanlage bereits beschrieben wurden, lediglich mit dem Unterschied, daß die Primärwicklung 3 und die Sekundärwicklung 6 sich nicht in einer Zündspule, sondern im Anker eines Magnetzünders befinden, und daß ferner an Stelle der Batterie i ein Dauermagnet ii vorhanden ist. Zur Vereinfachung des mechanischen Antriebes der Kontaktscheibe io, insbesondere bei Mehrzylindermaschinen, wird diese erfindungsgemäß in einem Verhältnis untersetzt. Bei Einzylindermaschinen kann dabei n eine beliebige Zahl sein, bei Mehrzylindermaschinen muß n eine solche Zahl sein, daß trotz unterbrochener Zündung die Zündabstände der einzelnen Zünder wieder gleich groß sind. Zum Beispiel muß bei Zweizylindermaschinen mit 18o° Kurbelversetzung ia eine ungerade Zahl sein. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer Zweizylinderzweitaktmaschine für beide Zylinder mit einem einzigen Kontakt und zwei Nebenschlußleitungen für jeden Unterbrecher auszukommen, wenn n eine ungerade Zahl ist und die Bogenlänge des Isoliersegmentes auf der Kontaktscheibe io einen Winkel von Winkelgrad nicht überschreitet. Es ist dabei gewährleistet, daß die Zündung jedes Zylinders nur nach jeweils n Umdrehungen und die Zündung des zweiten Zylinders jeweils genau in der Mitte zwischen den beiden Zündungen des anderen Zylinders erfolgt.The same arrangement can also be used with magneto ignition if a shunt is connected in parallel with the breaker, which is periodically canceled after every n or 2 n revolutions. Fig. 2 shows the circuit diagram of such a magneto ignition system. The names and the mode of operation are the same as they have already been described for the battery ignition system, with the only difference that the primary winding 3 and the secondary winding 6 are not in an ignition coil, but in the armature of a magneto, and that in place of the battery i a permanent magnet ii is present. In order to simplify the mechanical drive of the contact disk, in particular in the case of multi-cylinder machines, this is according to the invention in a ratio stocky. In the case of single-cylinder engines, n can be any number; in the case of multi-cylinder engines, n must be such a number that the ignition intervals of the individual detonators are again the same despite the interrupted ignition. For example, two-cylinder machines with a crank offset of 180 ° must generally be an odd number. In this way it is possible in a two-cylinder two-stroke machine for both cylinders with a single contact and two shunt lines for each interrupter, if n is an odd number and the arc length of the insulating segment on the contact disk is an angle of Does not exceed angular degrees. This ensures that each cylinder is ignited only after n revolutions and that the second cylinder is ignited exactly in the middle between the two ignitions of the other cylinder.

Die Untersetzung - an Stelle von - kann in gleicher Weise auch auf jede andere Steuerungsart zur Erzielung einer periodischen Zündung angewendet werden, z. B. bei der Schaltwalze io oder dem Steuerkontakt 12 des Hauptpatentes.The reduction - instead of - can be applied in the same way to any other type of control to achieve periodic ignition, e.g. B. in the shift drum io or the control contact 12 of the main patent.

Abb. 3 zeigt als Beispiel die schematische Anordnung des mechanischen Antriebes für einen Zweizylinderzweitaktmotor mit 18o° Kurbelversetzung in der Stirnansicht, Abb. q. die Anordnung in der Seitenansicht, und zwar für die Schaltung nach Abb. i.Fig. 3 shows the schematic arrangement of the mechanical as an example Drive for a two-cylinder two-stroke engine with 18o ° crank offset in the front view, Fig.q. the arrangement in the side view, specifically for the circuit according to Fig. i.

Es bedeutet 12 das auf der Kurbelwelle sitzende Antriebszahnrad mit (n - i) . x Zähnen, wenn n wieder die Zahl der Perioden bedeutet, nach denen eine Zündung erfolgen soll, i3 das angetriebene Zahnrad, das die Kontaktscheibe 8 trägt und mit ra . x Zähnen ausgestattet ist, 1q. den Unterbrecher des Zylinders i, 15 den Unterbrecher des Zylinders 2 (entsprechen dem Unterbrecher 5 im Schaltbild Abb. i), 16 den Nebenschlußkontakt des Zylinders i, 17 den Nebenschlußkontakt des Zylinders 2 (entsprechen Teil 8 im Schaltbild), 18 den auf der Kurbelwelle sitzenden normalen Unterbrechernocken (ein Teil des Unterbrechers 5 im Schaltbild), ig die im Verhältnis angetriebene Kontaktscheibe, die auf ihrem Umfang mit Ausnahme des Isolierstückes 2o über die Kontakte 16 und 17 die Verbindung mit Masse herstellt.It means 12 the drive gear sitting on the crankshaft with (n - i) . x teeth, if n again means the number of periods after which ignition should take place, i3 the driven gear that carries the contact disk 8 and with ra . x teeth is equipped, 1q. the interrupter of cylinder i, 15 the interrupter of cylinder 2 (corresponds to interrupter 5 in the circuit diagram Fig. i), 16 the shunt contact of cylinder i, 17 the shunt contact of cylinder 2 (corresponds to part 8 in the circuit diagram), 18 the one on the crankshaft seated normal breaker cam (part of breaker 5 in the circuit diagram), ig the in relation driven contact washer which, with the exception of the insulating piece 2o, connects to ground via contacts 16 and 17 on its circumference.

Die beiden Kontakte 16 und 17 sind gegeneinander isoliert an Masse gelegt und im Augenblick des Überschleifens des Isolierstückes 2o auch gegeneinander isoliert. Es können auch zwei Isolierstücke 2o auf zwei getrennten Gleitbahnen angeordnet, und die Kontaktfedern 16 und 17 können gegeneinander versetzt angeordnet sein.The two contacts 16 and 17 are isolated from one another at ground placed and at the moment of grinding the insulating piece 2o against each other isolated. Two insulating pieces 2o can also be arranged on two separate slideways, and the contact springs 16 and 17 can be arranged offset from one another.

Die erfindungsgemäße Anwendung von nur zwei Zahnrädern in Form eines Überholgetriebes mit der Untersetzung ist bei entsprechender Versetzung der Kontakte auf der Kontaktscheibe i9 sowie der Unterbrecher 1q., 15 auch anwendbar bei mehr als zwei Zylindern. Die Länge des Isolierstückes 2o oder die Abhebedauer der Kontaktnocken darf dabei Winkelgrade nicht überschreiten.The inventive use of only two gears in the form of an overhaul gear with the reduction With a corresponding offset of the contacts on the contact washer i9 and the breaker 1q., 15 can also be used with more than two cylinders. The length of the insulating piece 2o or the lifting time of the contact cams may be Do not exceed angular degrees.

Die dem Hauptpatent und dem Zusatzpatent gemeinsame Steuerung eines Kontaktes, der periodisch entweder einen Widerstand in die Primärleistung einschaltet oder eine Nebenschlußmasseleitung zuschaltet, kann erfindungsgemäß auch mit anderen Mitteln angetrieben werden.The common control of the main patent and the additional patent Contact that periodically either a resistor in the primary power switches on or switches on a shunt ground line, according to the invention can also be driven by other means.

Zum Beispiel kann an Stelle der mechanischen Untersetzung in an sich bekannter Weise ein mit Kurbelwellendrehzahl umlaufender Drehfeldgeber mit Polpaaren durch eine elektrische Leitung (elektrische Welle) mit einem Synchronmotor mit der Polzahl n - p bzw. 2 n - P verbunden werden, auf dessen Welle die Kontaktscheibe Zo angeordnet ist, oder der Drehfeldgeber erhält (n - i) - P bzw. (2,n - i) - P Polpaare und der Synchronmotor n - p bzw. 2 n - P Pol- paare.For example, instead of the mechanical reduction, a rotary field encoder rotating at crankshaft speed with pole pairs can be connected by an electrical line (electrical shaft) to a synchronous motor with the number of poles n - p or 2 n - P on whose shaft the Contact disk Zo is arranged, or the rotary field encoder receives (n - i) - P or (2, n - i) - P pole pairs and the synchronous motor n - p or 2 n - P pole pairs.

Abb. 5 zeigt schematisch die an sich bekannte Anordnung.Fig. 5 shows schematically the arrangement known per se.

Es ist 21 der vom Motor aus angetriebene elektrische Impulsgeber mit z. B. vier Polen a bis d, 22 der durch die vom Impulsgeber erzeugten Stromstöße bewegte Synchronmotor mit der z. B. doppelten Polzahl a1 bis d, und a2 bis d2, der z. B. in bekannter Weise mit Wendepol versehen ist, 23 eine der elektrischen Leitungen, mit denen die Kraftübertragung erfolgt.It is 21 of the motor driven electrical pulse generator with z. B. four poles a to d, 22 of the synchronous motor moved by the current surges generated by the pulse generator with the z. B. double the number of poles a1 to d, and a2 to d2, the z. B. is provided in a known manner with a reversible pole, 23 one of the electrical lines with which the power is transmitted.

Auf der Welle des Synchronmotors 22 sitzt die mit Untersetzung anzutreibende Kontaktscheibe io.On the shaft of the synchronous motor 22 sits the one to be driven with reduction Contact washer ok

Die Betätigung der Kontaktscheibe io oder des Kontaktes in der Unterbrechernebenschlußleitung kann auch durch ein bekanntes Schrittschaltwerk erfolgen, das durch elektrische Impulse betätigt wird. Ein solches Schrittschaltwerk ist z. B. als Wählerrelais aus dem Telefonbau bekannt.The actuation of the contact washer OK or the contact in the interrupter bypass line can also be done by a known step-by-step mechanism that is operated by electrical Impulse is operated. Such a stepping mechanism is z. B. as a selector relay known from telephone construction.

Das Ein- und Ausschalten des Widerstandes 9 in der Primärleitung oder der Nebenschlußleitung kann erfindungsgemäß auch dadurch periodisch erfolgen, daß durch elektrische oder durch die Unterbrecherimpulse ein Kondensator aufgeladen wird, dessen Spannung nach n bzw. 2 n oder n - i bzw. 2 n - i Impulsen ausreicht, eine Gasentladungsröhre zu zünden, die ihrerseits entweder das Kurzschließen des Widerstandes 9 oder die Unterbrechung des Primärstromnebenschlusses betätigt.The switching on and off of the resistor 9 in the primary line or the shunt line can also take place periodically according to the invention that a capacitor is charged by electrical or by the interrupter pulses, the voltage of which is n or 2 n or n - i or 2 n - i pulses are sufficient to ignite a gas discharge tube, which in turn either short-circuits the resistor 9 or interrupts the primary current shunt.

Die Schaltung eines solchen Kondensators kann in geeigneter Weise auch über einen veränderlichen Widerstand oder mit veränderlichem Entladestrom erfolgen, der bewirkt, daß die zur Aufladung des Kondensators auf die Zündspannung der Gasentladungsröhre nötige Zahl von Impulsen abhängig von der Drehzahl verschieden groß gemacht werden kann, um ein gleichmäßiges Zünden des Motors bei zwangläufig höherer Drehzahl und Leerlaufstellung der Gasdrossel zu gewährleisten.The circuit of such a capacitor can be used in a suitable manner also take place via a variable resistor or with a variable discharge current, which causes the charge of the capacitor to the ignition voltage of the gas discharge tube The required number of pulses can be made different in size depending on the speed can to ensure a uniform ignition of the engine at inevitably higher speed and To ensure the idle position of the gas throttle.

Abb. 6 zeigt das Schaltbild einer solchen Anordnung am Beispiel einer Batteriezündung.Fig. 6 shows the circuit diagram of such an arrangement using the example of a Battery ignition.

Analog der Abb. i ist Batterie i, Primärwicklung 3 der Zündspule, Unterbrecher 5, Kondensator im 24 Nebenschluß, der hier z. B. von den Stromimpulsen des Primärzündstromes aufgeladen wird, Gasentladungsröhre 25, die von der Ladung des Kondensators gesteuert wird und über den Schalter 8 in diesem Beispiel periodisch die Nebenschlußmasseleitung unterbricht.Analogous to Fig. I is battery i, primary winding 3 of the ignition coil, Breaker 5, capacitor in the 24 shunt, the here z. B. from the current pulses of the primary ignition current is charged, gas discharge tube 25, which is charged by the charge of the capacitor is controlled and periodically via switch 8 in this example the shunt ground line interrupts.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching device for two- and four-stroke internal combustion engines with battery or magneto ignition to achieve periodically interrupted ignition with an influence on the primary current of the ignition coil or the magneto, e.g. B. by switching a resistor on and off after each n or 2 n revolutions according to patent 914 799, characterized in that a shunt line to the ground is provided parallel to the interrupter (5), which after each n or zn revolutions shortly before the Time at which the interrupter (5) opens, is interrupted by a contact disk (io) with current collectors (i6, i7), a contact or similar known devices, and which can be switched on or off by a switch (8).

2. Switching device according to claim i, characterized in that that when the shunt line is switched off by the switch (8) there is also a resistor (9) is turned off.

3. Switching device according to claim i, characterized in that the drive of the contact disc (io) or the switch (8) instead of with a reduction with a reduction he follows.

4. Switching device according to claim 3, characterized in that in multi-cylinder machines the contacts or the cams of the switch (8) are distributed around the circumference that only after each n or 2.n revolutions, the charging circuit is completely interrupted and the firing order of the individual cylinders even with periodically interrupted Ignition takes place at the same crank angle distance from each other.

5. Switching device according to claim i, characterized in that instead of the mechanical reduction a rotating field encoder (2i) rotating at crankshaft speed with p pole pairs through an electrical line (23) with a synchronous motor (22) with the number of pole pairs n # p or 2 n - p is connected, on whose shaft the contact disc (io) is arranged or the rotary field encoder receives (n - i) P or (2 n - i) p pole pairs and the synchronous motor receives n - p or 2 n - p pole pairs.

6. Switching device according to claim i, characterized in that the switching on and off of the resistor (9) or the shunt line takes place periodically in that the charging of a capacitor (24) is controlled by electrical interruption pulses, the voltage of which according to n or n - i and 2 n or 2 n - i pulses are sufficient to ignite a gas discharge tube (25), which in turn actuates a contact.

7. Switching device according to claim 6, characterized in that the charging of the capacitor (24) via a variable resistor or with an adjustable one Discharge current takes place.