EP0576493B1

EP0576493B1 - Verteilerlose zündanlage

Info

Publication number: EP0576493B1
Application number: EP92906617A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Stock; Walter Streit
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: WO1992016743A1; EP0576493A1; DE59202880D1; JPH06505784A

Abstract

Es wird eine verteilerlose Zündanlage beschrieben, bei der der Hälfte der Zylinder eine Zündspule zugeordnet ist, die jeweils über Hochspannungskabel mit einem zugehörigen Zylinder aus der anderen Hälfte der Zylinder verbunden ist. Die Zündspulen sind dabei zu einer Baueinheit in einem einzigen Gehäuse zusammengefaßt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verteilerlose Zündanlage für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit geradzahliger Zylinderanzahl n.
Es sind Zündanlagen bekannt (DE-A 39 00 498), die ohne Verteiler arbeiten und bei denen jeder Zündkerze beispielsweise in einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine eine getrennt ansteuerbare Zündspule zugeordnet ist.
Durch diesen technisch erhöhten Aufwand wird der Vorteil erreicht, daß ein störanfälliger Verteiler vermieden wird, außerdem wird der Betrieb der Brennkraftmaschine bei schadhafter Zündspule nicht soweit beeinträchtigt, daß die Brennkraftmaschine ausfällt. Ein weiterer Vorteil geringerer Störanfälligkeit liegt in den kurzen Hochspannungswegen von der Zündspule zur Zündkerze, die Zündspule kann direkt an der Zündkerze angebracht werden, eine hohe Integrationsmöglichkeit zwischen Zündkerze und Zündspule besteht.
Diese dargelegten Vorteile werden durch höhere Kosten erkauft, was sich einfach aus der Zahl der Zündspulen und Leistungsschalter ergibt.
Eine verteilerlose Zündanlage mit demgegenüber reduzierten Kosten wird bei einer geradzahligen Brennkraftmaschine dadurch erreicht (FR-A-2 603 664),
daß der Hälfte der Zylinder jeweils eine Zündspule direkt an der Zündkerze angeordnet ist, und jede dieser Zündspulen zudem mit einem Hochspannungskabel mit einer weiteren Zündkerze verbunden ist, der nicht direkt eine Zündspule zugeordnet ist. Die Paarung von jeweils zwei Zylindern, deren einer mit der Zündspulen-/Zündkerzeneinheit und deren anderer über Hochspannung mit dem ersten verbunden ist, wird so bestimmt, daß der eine jeweils seinen Verdichtungstakt und der andere jeweils seinen Ausstoßtakt gleichzeitig hat. Bei Ansteuerung der Zündspule bekommen beide Zylinder gleichzeitig einen Zündfunken. Der eine Zylinder hat zu diesem Zeitpunkt gerade das Ende seines Verdichtungstaktes erreicht, das in dem Zylinder befindliche Brennstoff-Luft-Gemisch wird durch den Zündfunken gezündet, der damit gepaarte Zylinder hat zum Zündzeitpunkt gerade den Ausstoßtakt beendet, der Blindzündfunken ist ohne Einfluß auf seine weitere Arbeit und stört nicht.
Damit ergeben sich als Vorteile, daß die höhere Energiedichte pro Zündfunken bestehen bleibt, da die Zündspulen dadurch, daß sie sich in der Arbeit abwechseln, nicht so stark belastet werden. Wichtig sind die kurzen Hochspannungswege, was die Störung gerade bei Belag der Hochspannungskabel, beispielsweise durch Feuchtigkeit, stark verringert und die Qualität des Zündfunkens verbessert. Andererseits kann die Anzahl der Zündspulen auf die Hälfte verringert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zu einer günstigen Bauform zu gelangen, die den Montageaufwand einer gattungsgemäßen Einheit verringert, wobei zugleich eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet sein soll.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Zündspulen für die Zylinder zu einer Einheit in einem Gehäuse zusammengefaßt werden und daß die Zündkerzenstecker für die direkt den Zündspulen zugeordneten Zündkerzen mit dem Gehäuse verbunden sind. Beispielsweise werden somit bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine zwei Zündspulen als eine Einheit betrieben; in einem Gehäuse zusammengefaßt ist ein Bleckpaket, in dem die Zündkerzenstecker direkt vorgesehen sind, wobei der Abstand zwischen den Zündkerzensteckern selbstverständlich auf die geometrischen Anordnungen der Brennkraftmaschine abgestimmt ist, so daß im Abstand der Zündkerzen der Brennkraftmaschine aus der Unterseite des Gehäuses zwei Zündkerzenstecker herausragen, die direkt auf die Zündkerzen aufgesteckt werden können. Damit ist die gesamte Verbindung der Zündspulen zu den Zündkerzensteckern bereits hergestellt, lediglich die beiden anderen Zündkerzenstecker, die über Kabel mit den Zündspulen verbunden sind, müssen auf die jeweils anderen Zündkerzen aufgesteckt werden.
Dabei ist besonders günstig, daß im Gehäuse für die Zündspulen auch die Zündendstufe integriert ist, wobei eine Kühlplatte für die Zündendstufe sicherstellt, daß es nicht zu einer Überwärmung des Moduls kommt und somit die angestrebte hohe Betriebssicherheit erreicht wird.
Dadurch wird eine leicht montierbare Einheit geschaffen, die zudem günstig so abgedichtet werden kann, daß die Störanfälligkeit auf ein Minimum reduziert wird.
Zudem wird die Anzahl der störanfälligen Hochspannungsverbindungen auf ein Minimum reduziert.
Die übliche Zündfolge einer fremdgezündeten Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine ist 1 - 2 - 4 - 3 oder 1 - 3 - 4 - 2, also Zylinder 1 und 4 sowie die Zylinder 2 und 3 werden jeweils in einem Abstand von 360° betrieben, wenn also der eine Zylinder dieser Paarung seine Verdichtung beendet hat und die Zündung des verdichteten Gemisches einsetzt, hat der jeweils andere Zylinder den Ausstoßtakt beendet und wird mit dem Ansaugtakt beginnen.
Während für den Betrieb für den Zylinder mit dem verdichteten Gemisch der Zündfunke notwendig ist, fällt der Blindzündfunke in dem anderen Zylinder, der durch eine Parallelschaltung der beiden Zündkerzen ebenfalls erzeugt wird, genau in das Ende des Ausstoßtaktes noch vor Beginn des Ansaugtaktes, so daß er ohne irgendwelche Folgen für den Betrieb der Brennkraftmaschine ist.
Unter Beachtung dieser Grundsätze ist es selbstverständlich möglich, die gleichen Maßnahmen zu treffen bei Brennkraftmaschinen mit zwei, sechs oder acht Zylindern, oder auch bei anderen Zündfolgen, z.B. Boxer- oder V-Motoren, solange die Paarung so durchgeführt wird, daß der Blindzündfunke jeweils in das Ende des Ausstoßtaktes fällt.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.
Es zeigen

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung einer Zündkerzen-/Zündspuleneinheit und
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung eines Zylinderkopfs mit einer angebauten Zündkerzen-/Zündspuleneinheit mit integrierter Zündendstufe und frei liegender Aluminium-Kühlplatte.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Gehäuse bezeichnet, das als Bodenplatte ein Blechpaket 12 als Teil der Zündspulen besitzt. In diesem Gehäuse 10 sind die Zündspulen untergebracht, wobei 26 einen Anschlußstutzen für das Gehäuse 10 aufzeigt, an den die Stromzufuhr zu den Zündspulen befestigt werden kann.
An der Unterseite des Gehäuses 10 ragen nach unten zwei Zündkerzenstecker 14 und 16 heraus, die auf zwei nebeneinanderliegende Zündkerzen, die zwei nicht im Gleichtakt laufenden Zylindern (Zylinder 3 und 4, sh. Fig. 2) zugeordnet sind, aufgesteckt werden können. In dem dargestellten Beispiel einer üblichen Reihen-Vierzylinder-Brennkraftmaschine können also die Zündkerzenstecker 14 und 16 den Zylindern 1 und 2 oder 3 und 4 zugeordnet werden, nicht jedoch den Zylindern 2 und 3, die in einem Abstand von 360° Kurbelwellenwinkel betrieben werden.
Aus dem Gehäuse 10 herausgeführt werden zwei Hochspannungskabel 18 und 20, die an ihren Enden jeweils Zündkerzenstecker 22 und 24 tragen, die auf die noch freien Zündkerzen aufgesteckt werden. Die Hochspannungskabel können fest eingespritzt sein oder alternativ über Steckkupplungen angeschlossen sein.
In Fig. 2 ist ein Zylinderkopf 30 (die Lage der Zylinder ist mit den Bezugszeichen 1 bis 4 eingezeichnet) dargestellt, auf dem die Zündkerzen-/Zündspuleneinheit nach Fig. 1 bereits montiert ist. Durch die Anbringung des Gehäuses 10 mit dem Blechpaket 12 sind die damit verbundenen Kerzenstecker 14 und 16 auf die zugeordneten Zündkerzen der Zylinder 3 und 4 bereits aufgesteckt. Auf die Zündkerze des Zylinders 1 ist der Zündkerzenstecker 24 aufgesteckt und damit dem Zylinder 4 zugeordnet. Auf die Zündkerze des Zylinders 2 ist der Zündkerzenstecker 22 aufgesteckt und damit der Zündspule für den Zylinder 3 zugeordnet.
Am Gehäuse 10 ist hier zudem eine Zündendstufe 31 integriert, deren Aluminium-Kühlplatte 32 an der Oberseite des Gehäuses 10 frei liegt und von der Kunststoffabdeckung des Gehäuses 10 nicht überdeckt wird. Die frei liegende Aluminium-Kühlplatte 32 ist gegenüber dieser Kunststoffabdeckung abgedichtet.

Claims

Verteilerlose Zündanlage für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit geradzahliger Zylinderanzahl n,
mit einer Anzahl Zündspulen die der halben Zylinderanzahl entspricht,
wobei die Zündspulen jeweils direkt einer Zündkerze zugeordnet sind, und
mit einem Hochspannungskabel von jeweils einer Zündspule zu einer Zündkerze ohne zugeordnete Zündspule,
wobei jeweils eine Paarung von Zündkerzen-/Zündspuleneinheit und damit verbundene Zündkerze zwei Zylindern zugeordnet ist, die in einem Abstand von
Kurbelwellenwinkel betrieben werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zündspulen in einem Gehäuse (10) zusammengefaßt sind,
daß die Zündkerzenstecker (14, 16) für die direkt den Zündspulen zugeordneten Zündkerzen mit dem Gehäuse (10) verbunden sind,
daß am Gehäuse (10) für die Zündspulen auch die Zünd-Endstufe (31) integriert ist, und
daß die Zünd-Endstufe (31) eine Kühlplatte (32), bevorzugt aus Aluminium, aufweist, die an der oberen Gehäuseseite liegt.
Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Kunststoffabdeckung aufweist, die Kühlplatte (32) jedoch von dieser Kunststoffabdeckung nicht überdeckt ist und frei liegt.
Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der frei liegenden Kühlplatte (32) zur Kunststoffabdeckung eine Dichtung vorgesehen ist.