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Schaltung von Hochspannungszündkerzen für Brennkraftmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung von Hochspannungszündkerzen für Brennkraftmaschinen,
insbesondere für kleinere Fahrzeugmotoren, bei denen die Zündkerzen bei geringen
Motorbelastungen und Motordrehzahlen zum Verrußen oder Verkoken neigen. Dies kann
beispielsweise bei Otto-Motoren mit Kurbelkastenpumpe und Beimischung von Schmieröl
zum Kraftstoff eintreten, da eine verhältnismäßig große. Schmierölmenge in den Zylinder
gelangt, oder bei Dieselmotoren, die mit schwer verdampflichen Kraftstoffen betrieben
werden.
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Die bei Fahrzeugmotoren übliche Batteriezün dang ergibt bei niedrigen
Drehzahlen die kräftigsten Funken mit einer Energie von etwa o,o5 bis o, r Joule
oder Wattsekunden. Trotzdem reicht diese Funkenenergie in vielen Fällen bei Otto-Motoren
mit Kurbe,lkastenpumpe und hast stets bei Dieselmotoren nicht aus, um die Kerze
vor Brücken-Nildung zwischen. den Elektroden oder vor Bildung eines Belags von Ruß
oder Ölkohle am Isolator zu schützen.
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Für kleinere rasch laufende Fahrzeugdieselmotoren ist eine Anlaßhilfe
stets dann nötig, wenn die Motorverdichtung zur Verringerung der Spitzendrücke niedrig
gehalten wird, weil das Verhältnis von Oberfläche zum Inhalt der Zylinder eine starke
Abkühlung der Verdichtungsluft ergibt.
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Würde man Glühkerzen statt Zündkerzen als Anlaß- und Zündhilfe für
Teillast benutzen, so wäre der Stromverbrauch mit etwa q.o bis 70 Watt je
Glühkerze für solche Kleinmotoren zu hoch.
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Es sind Maßnahmen bekannt zur Beseitigung von Rußbrücken zwischen
den Elektroden einer
Zündkerze, durch die vorübergehend die Energie
der Zündfunken durch Erhöhung- der Spannung bzw. der Stärke des Primärstromes vergrößert
wird. Dadurch kann jedoch die Zündfunkenenexgie nur verhältnismäßig "venig vergrößert
werden. Diese erhöhte Zündfunkenenergie muß nämlich von der Zündspule verarbeitet
werden, was eine Temperaturerhöhung für diese bedeutet. Bei geringen Motordrehzahlen
ist die Funkenzahl in der Zeiteinheit ebenfalls gering und damit auch die gesamte
Funkenenergie für die Reinigung .der Zündkerze.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Sie ergibt eine Reinigungsenergie
für die Kerze, die viel größer, unabhängig von der Motordrehzahl und dadurch insbesondere
auch bei niedrigem,. Motordreh-. zahlen voll vorhanden ist, wenn. sie am meisten
benötigt wird. Außerdem stellt sich diese zusätzliche Energie je nach Bedarf von
selbst ein.
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Die Erfindung beseitigt den. Ausfall von Zündkerzen wegen Bildung
von Brücken oder Isolatorbelag weitgehend dadurch, daß die Zündkerze nicht nur wie
üblich den hochgespannten. Strom zur Funkenbildung erhält, sondern. außerhalb .
der Kurbelwinkel für die Zündung über einen möglichst großen Kurbelwinkel je Motorumdrehung
an die Niederspannung bzw. den Batteriestrom an-. geschlossen wird. Die für die
Zündkerze dadurch zur Verfügung stehende elektrische Energie ist bei niedrigen Motordrehzahlen;
zehn- bis zwanzigmal so groß wie die, Funkenenergie. Der Niederspannungsstrom beseitigt
Brücken. zwischen den Elektroden dadurch, daß Kohle oder Ruß zum Glühen gebracht
oder weggebrannt wird. Ein Verbrauch an Niederspannungsstrom findet nur statt, wenn
die Zündkerze verschmutzt ist. Eine beispielsweise bei Vollast reimgebrannte Zündkerze
verbraucht keinen zusätzlichen Niederspannungsstrom. Zusammen mit der Energie der
Zündfunken und der Erwärmung durch die Verbrennungsgase ist die zusätzliche Energiezuführung
durch Niederspannungsstrom. imstande, die Zündkerzen bei Motoren mit Kurbelkastenpumpe
sowie bei Dieselmotoren mit geringer Verdichtung von Zündaussetzern freizuhalten.
Damit ist die Verwendung von Zündkerzen statt Glühkerzen für kleine schnell laufende
Fahrzeugdieselmotoren möglich. .Eine .besondere Schaltung in Abhängigkeit von der
Motordrehzahl oder Motorbelastung :ist nicht. nötig, da' die Zündkerzen hohen
thermischen Belastungen Gewächsen sind.
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Der-übliche Überschlag- oder Schleifbahn:verteiler für die -Hochspannungwird
mit einem weiteren Schleifbahlverteiler für die Niederspannung ausgerüstet. Vorteilhaft
werden beide Verteilerläufer in einem Zündverteilergehäüse, vorzugsweise in einer
Ebene, angeordnet.
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Damit die Zündkerzen über einen möglichst großen Kurbelwinkel je Motorumdrehung
mit -der Niederspannung in Verbindung stehen, kann der Verteilerläufer für die Niederspannung
mehrere, etwa, über seinen halben Umfang verteilte, umlaufende Kontakte aufweisen;-
so daß die einzelnen Kontaktstücke des Gehäuses für die einzelnen Zündkerzen bei
einer- Umdrehung des Zündverteilers nacheinander mit mehreren Kontakten in Berührung
kommen.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer schematischen Schaltskizze
für die Batteriezündung einer Vierzylinderbrennkraftmaschine gezeigt und beschrieben.
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In der Abbildung ist i die Batterie mit Masseanschluß 2. 3 ist der
Zündschalter und ¢ das Gehäuse für die Zündspule mit der Niederspannungswicklung
5 und der Hochspannungswicklung 6. 7 ist ein Hochspannungskabel zum Zündverteiler,
8 ein Niederspannungskabel zum Unterbrecher. 9 ist das Gehäuse für den Unterbrecher
und den Zündverteiler. 1o ist der Unterbrecherhebel, 1i der Unterbrechernocken,
12 die Unterbrecherwelle, 13 der Kondensator des Unterbrechers. 14 ist der Läufer
des Überschlagverteilers für den hochgespannten Zündstrom. 15 sind die Segmente
im Verteilergehäuse, die den einzelnen Zündkerzen 21 zugeordnet sind. 16 ist ein
Verteilerläufer für Niederspannung, der hier drei über seinen Umfang verteilte Schleifhahnkontakte
17 aufweist. Der Verteilerläufer 16 wird von der Batterie i durch das Kabel f8 mit
Strom versorgt. f9 sind Zündkabel von den Verteilersegmenten 15 zu den. Zünd-. kerzen
21. 2o stellt schematisch die Brennkraftmaschine dar mit den vier Zündkerzen 21.
Zusätzlich gegenüber einer bisherigen Batteriezündung sind nur die Bauteile 16,
17 und 18.
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Die Erfindung eignet sich gleich gut für Batterie und Magnetzündung.
In beiden, Fällen wird zusätzlich Niederspannungsstrom auf die Zündkerzen gegeben.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Brennkraftmaschinen mit Kurbelkastenpumpe
und für kleinere schnell laufende Dieselmotoren, die eine dauernde Hilfszündung
bei Teillast benötigen.