DEP0052194DA - Zündschalteinrichtung für Ottomotoren mit Batteriezündern - Google Patents

Description

Trotz Anwendung der Startzusatzeinrichtungen an Vergasern gelingt es in der kalten Jahreszeit nicht, mit Sicherheit einen unterkühlten Ottomotor anzuwerfen. Erfindungsgemäß besteht die wirksamste Anlaßhilfe in der Zuführung von Wärme in den Zylinderraum, die im vorliegenden Falle auf indirektem Wege über eine große Zahl von Hochspannungsfunken vollzogen wird. Gegenstand der Anmeldung sind Anordnungen, die während des Anlaßvorganges mit der üblichen Anlaßdrehzahl von etwa 3% der maximalen Betriebsdrehzahl des Motors gestatten, daß die ungefähr gleiche Anzahl kräftiger und heißer Zündfunken wie bei voller Betriebsdrehzahl bezogen auf die Zeiteinheit dem Zylinder zur Verfügung steht. Diese Bedingung muß eingehalten werden, da sich bekanntlich der Stromanstieg im primären Zündstromkreis infolge der Induktivität der Zündspule exponentiell verzögert vollzieht und anderenfalls die bei zu kurzen Schließzeiten des Unterbrechers entstandene magnetische Energie nicht ausreicht, die für den Kaltstart erforderliche höhere Spannung beim Zusammenbruch des elektromagnetischen Feldes der Zündspule zu induzieren. Der Stand der Technik wird umrissen durch eine bereits vor etwa zwei Jahrzehnten bekanntgewordenen Summeranlaßhilfe für Magnetzünder, die jedoch nicht die obige Erkenntnis anwendet, sondern einen sehr schnell in Tonfrequenzhöhe schwingenden Anker bzw. eine Membran besitzt, wobei infolge der zu kurzen Schließzeiten die Ausbildung kräftiger Kaltstartfunken geradezu verhindert wird.

Die Aufgabe, einen Funkenüberschlag bzw. einen Funkendurchschlag an einer Funkenstrecke mit einem festgelegten Abstand wie z.B. bei einer Zündkerze zu erzwingen, wird umso schwieriger, d.h. eine umso höhere Spannung muß die Zündspule bereitstellen, je kälter der Zylinderraum und das Kraftstoff-Luft-Gemisch, je höher der Druck im Zylinderraum und je wasserhaltiger die Luft ist. Bei Viertaktmotoren z.B. erhält bekanntlich jeder Zylinder je zwei Umdrehungen einen Zündfunken, der gerade bei den beschriebenen ungünstigsten Kaltstartverhältnissen überspringen und das bereitgestellte Kraftstoff-Luft-Gemisch entzünden soll. Wie die Erfahrung lehrt, gelingt das während der kalten Jahreszeit nicht ohne weiteres. Oft erst durch minutenlanges Betätigen des Anlassers, der im Winter dem Sammler ein Vielfaches der im Sommer benötigten elektrischen Energie bei wesentlich verringerter elektrischer Speicherfähigkeit entnimmt, werden die Bedingungen für das erstmalige

Entzünden durch den einen Funken aller zwei Umdrehungen günstiger, falls der Sammler diese große Beanspruchung einmal oder mehrfach überhaupt durchhält. Je länger der Anlaßvorgang dauert, um so mehr macht sich der Spannungsabfall zum Nachteil der Funkenerzeugung bemerkbar.

Die Anordnungen nach der Erfindung erlauben für den Anlaßvorgang eine Anzahl zusätzlicher Zündfunken während etwa des halben Arbeitstaktes bereitzustellen. Je weiter sich er Kolben dem unteren Totpunkt nähert, umsomehr fällt der Druck des Kraftstoff-Luft-Gemisches und um so günstiger werden die Bedingungen für den Durchschlag des Funkens und seiner Nachfolger. Einem dieser Funken wird es dann trotz des unterkühlten Zylinderraumes gelingen, das Gemisch zu entzünden und damit zumindest die erwünschte Wärme in den Zylinderraum zu bringen, so daß die Verbrennung bei den nachfolgenden Arbeitstakten wirkungsvoller ist.

Die Lösung der Aufgabe, eine Reihe zusätzlicher, kräftiger Zündfunken jedem gerade im Arbeitstakt befindlichen Zylinder während des Startens zuzuführen, liegt in der zusätzlichen Unterbrechung des primären Zündstromkreises unter Nachahmung der Schaltzeiten wie bei höchster Betriebsdrehzahl des Motors, bei der die Zündspule gerade noch infolge ihrer elektrischen Trägheit beim Einschalten die Bildung von kräftigen Zündfunken ermöglicht.

Die zusätzliche Unterbrechung kann zum Beispiel durch einen mechanisch betätigten Schalter erfolgen. Ein Ausführungsbeispiel wird in Abb. 1, Ziffer 6 bis 9 dargestellt. Der bekannte primäre Stromkreis eines Batteriezünders besteht aus der Energiequelle 1, dem Zündschalter 2, der Zündspule 3, dem von der Nockenwelle gesteuerten Unterbrecher 4, dem Kondensator 5 und der Verbindung zur Masse. Von der sogenannten "Klemme 1" führt eine neue Leitung über den Schalter 6 an ein Schleifstück 7, das eine während des Startvorganges sich drehende und mit Masse verbundene Metallscheibe 8 berührt, in der ein oder mehrere Isolierstücke 9 zum Zwecke der Unterbrechung vorgesehen sind. Die Metallscheibe 8 kann z.B. auf der Welle des Anlassers angeordnet sein. Die Anzahl der Isolierstücke und die Drehzahl der Scheibe müssen so aufeinander abgestimmt sein, daß das optimale Verhältnis Schließungszeit zu Öffnungszeit im primären Zündstromkreis erreicht wird, damit kräftige Zündfunken entstehen.

Die zusätzliche Unterbrechung kann weiterhin erfolgen durch einen elektromagnetisch angetriebenen, mit Selbstunterbrechung versehenen Schalter gemäß Abb. 2 und 3, wobei der selbsttätige Schalter, einen langsam mit etwa 200 Hertz schwingenden Anker 12 besitzen muß. Diese niedrige Schwingungszahl ist bestimmend für die Ausbildung kräftiger Zündfunken und wird durch geeignete Bemessung der Feder 13 und der Ankermasse 12 erzwungen. In der Schaltung gemäß Abb. 2 erhält die Spule 11 über den Schalter 10 Spannung, wenn der Unterbrecher 4 geöffnet hat, also gerade dann, wenn sich der erste Zündfunken, wie in der bekannten Weise vorgesehen, entladen hat, und anschließend setzt die Reihe neuer Startzündfunken ein. Dieser Vorgang wird beendet, wenn der Unterbrecher 4 den primären Stromkreis wieder schließt und damit den Zündvorgang für den nächsten Zylinder vorbereitet. In der Schaltung gemäß Abb. 3 ist die Spule 16 als Spannungsspule gewickelt, die über den Schalter 15 unmittelbar Spannung erhält, wobei gleichzeitig über den Schalter 17 eine Verbindung von dem Kontaktpaar 14 zur sogenannten "Klemme 1" hergestellt wird, die dann die erwünschte Reihe von Startzündfunken während der Öffnungszeit des Unterbrechers 4 auslöst.

Damit der exponentiell erfolgende Stromanstieg in der Zündspule genügend hoch wird, muß bekanntlich im primären Stromkreis die Schließungszeit länger als die Öffnungszeit sein. Der Anker 12 kann daher zusätzlich eine Bewegungsverzögerung erhalten, die durch Aufbringen eines Kupferzylinders auf den Eisenkern der Spule 11 bzw. 16 oder durch eine zweite, der Spule 11 bzw. 16 gegengeschaltete Wicklung erreicht wird.

Claims (4)

1.) Schalteinrichtung zum Öffnen und Schließen des primären Zündstromkreises bei Batteriezündern, gekennzeichnet dadurch, daß während des Anlaßvorganges und bei abgehobenem Unterbrecherhebel (4), z.B. im Verteilergehäuse befindlichen, etwa die gleiche Anzahl hochwertiger Zündfunken wie bei der maximalen Betriebsdrehzahl, bezogen auf die Zeiteinheit, ausgelöst werden und daß eine auf einer schnell drehenden Welle, z.B. der Anlasserwelle, festsitzende und an Masse angeschaltete Metallscheibe (8), in die gemäß dem günstigsten Verhältnis Schließungszeit zu Öffnungszeit am Umfang ein oder mehrere Isolierstücke (9) eingelassen sind, an einem Schleifstück (7) schleift, von dem eine Leitung über den Schalter (6) zur batterieseitigen Klemme (1) des Unterbrechers (4) führt.

2.) Schalteinrichtung zum Öffnen und Schließen des primären Zündstromkreises bei Batteriezündern, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anlaßvorganges und bei abgehobenem Unterbrecherhebel (4) etwa die gleiche Anzahl hochwertiger Zündfunken wie bei der maximalen Betriebsdrehzahl, bezogen auf die Zeiteinheit, ausgelöst werden und daß ein langsam, bis etwa 200 Hertz schwingender Anker (12) durch geeignete Bemessung der Feder (13) und der Ankermasse die Schalttätigkeit selbstunterbrechend übernimmt und dessen Erregerspule (11) einerseits in reihe mit dem Selbstunterbrecher-Kontaktpaar an Masse und andererseits über den Schalter (10) mit der batterieseitigen Klemme (1) des Unterbrechers (4) verbunden ist.

3.) Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Erregerspule (16), die als Spannungsspule gewickelt ist, und deren langsam mit etwa 200 Hertz schwingender Anker (12) das Öffnen und Schließen des primären Zündstromkreises über den Schalter (17) übernimmt, solange der Schalter (15) die Erregerspule (16) mit der Energiequelle (1) verbindet.

4.) Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verzögerung der Schaltankerbewegung die Erregerspule (11, 16) mit einer gegenläufig gewickelten, zweiten Wicklung ausgerüstet und daß auf dem eisernen Spulenkern eine Kupferhülse geeigneter Wandstärke aufgezogen ist, um die Schließungszeiten des primären Zündstromkreises bedeutend länger als die Öffnungszeit zu machen.