SE442045B - Tendsystem for forbrenningsmotorer - Google Patents

Description

8003845-8 Tändsystemet enligt uppfinningen med de i patentkravet l angivna kännetecknen har den fördelen, att de i primärström- kretsen redan befintliga komponenterna utnyttjas även för dämp- ning av de negativa halvvågorna i primärströmkretsen, varige- nom en ytterligare kopplingskrets undvikes. Härvid utnyttjas fikemfiüemüs dai finærtayxæ dioden, vilken vid en Darlington- tändtransistor i monolitiskt utförande ligger parallellt med kopplingssträckan, i sin genomsläppningsriktning för de nega- tiva spänningshalvvâgorna i primärströmkretsen. I stället för ett normalt, ohmskt dämpmotstând utnyttjas företrädesvis ett halvledarmotstånd, vilket för de positiva halvvågorna i pri- märströmkretsen har lågt motståndsvärde och för de negativa halvvågorna har högre motstândsvärde.

Genom de i underpatentkraven angivna åtgärderna möjlig- göres fördelaktiga vidareutvecklingar och förbättringar av det i huvudpatentkravet angivna tändsystemet, Särskilt för- delaktigt är att låta dämpmotstândet bildas av en zenerdiod, som ligger med samma genomsläppsriktning som tändtransistorns 'kopplingssträcka. Zenerdioden erbjuder endast mycket ringa motstånd för de för tändningen erforderliga positiva ström- halvvågorna och begränsar de negativa spänningshalvvâgorna i primärströmkretsen till zenerdiodens zenerspänning.

Ritning Några utföringsexempel av uppfinningen beskrivs nedan närmare under hänvisning till åtföljande ritning.

Fig. l visar kopplingsschemat för ett transistortänd- system med en magnetgenerator och en zenerdiod som dämpmot- stånd.

Fig. 2 är ett diagram visande tidsförloppet för primär- spänningen och primärströmmen hos tändsystemet enligt fig. l.

Fig. 3 visar olika kopplingsanordningar för åstadkom- mande av dämpmotstândet i primärströmkretsen hos ett tänd- system.

Beskrivning av utföringsexemnel.

Det i fig. l visade tändsystemet för en encylindrig för- bränningsmotor är försett med en magnettändapparat 10, vars 8003845-8 tändankare ll är försett med en tvådelad lindning 12, vilken samtidigt bildar tändsystemets tändspole. Det gå huset hos den ej visade förbränningsmotorn anordnade tändankaret ll samverkar med ett av förbränningsmotorn drivet, roterande mag- netsystem 13 med en permanentmagnet 13a. Tändankarets 11 se- kundärlindning 12a är ansluten till ett tändstift 14 och pri- märlindningen l2b är förbunden med en primärströmkrets 15, vilken innehåller kopplingssträckan hos en Darlington-tänd- transistor 16. Tändtransistorn 16 är en effekttransistor av npn-typ i monolitiskt utförande, vars emitteranslutning är förbunden med gods liksom primärlindningens l2b ena ände. Den andra änden av primärlindningen l2b är via ett dämpmotstånd 17 förbunden med tändtransistorns 16 kollektor. Parallellt med tändtransistorns 16 kopplingssträcka är anordnad en in- verterad diod 18, vilken samverkar med dämpmotstândet 17 när negativa spänningshalvvâgor uppträder i primärströmkretsen 15.

Till tändtransistorns 16 bas är en styrkrets ansluten.

Den omfattar en med primärlindningen l2b parallellkopplad tidskrets bestående av ett motstånd 19 och en därmed serie- kopplad kondensator 20, varvid kondensatorn är förbunden med gods. Förbindelsen mellan motståndet 19 och kondensatorn 20 är genom ett ytterligare motstånd 21 förbunden med basen hos en npn-ledande styrtransistor 22, vars kopplingssträcka är parallellkopplad med tändtransistorns 16 styrsträcka. Paral- lellt med styrtransistorns 22 styrsträcka är anordnat ett temperaturberoende motstånd 23 parallellt med ett ytterligare motstånd 24. Tändtransistorns 16 bas är dessutom genom ett yt- terligare motstånd 25 förbunden med anslutningen A hos dämp- motstândet 17, vilket bildas av en zenerdiod, vars katod via en anslutning B är förbunden med tändtransistorns 16 kollek- 'tor.

Funktionen hos detta tändsystem skall nu närmare beskri- vas med hjälp av de i fig. 2 visade spännings- och strömkur- vorna för primärströmkretsen 15. Förloppet för primärspänning- en UD visas längs axeln u)tl och förloppet för primärström- a. men Ip visas längs axeln uJt2. 8005845-s När förbränningsmotorn är i drift rör sig magnetsyste- nets 13 permanentmagnet l3a förbi magnettändapparatens 10 tändankare ll. Härvid alstras till att börja med en liten ne- gativ spänningshalvvåg genom uppbyggnad av magnetfältet i tändankaret ll, varefter genom flödesomkastning i tändankaret ll en positiv, avsevärt större spänningshalvvâg alstras, vil- ken utnyttjas för tändning. En sig därtill anslutande liten negativ halvvåg induceras genom att magnetfältet bryter sam- man när permanentmagneten l3a avlägsnar sig från tändankaret ll.

De negativa spänningshalvvâgorna i primärströmkretsen l5 belastar den integrerade inverterade dioden 18 hos Darling- ton-tändtransistorn 16 i dess genomsläppsriktning och medelst zenerdioden 17 begränsas de med ökande varvtal till zener- spänningen Uz. För de positiva primärspänningshalvvågorna lig- ger däremot zenerdioden l7 i genomsläppsriktning. Vid början av en positiv spänningshalvvâg styres till att börja med tändtransistorn 16 till strömledande tillstånd med hjälp av det till dess bas anslutna motståndet 25. Primärströmkretsen 15 är därigenom huvudsakligen kortsluten. Härvid utnyttjas tröskelspänningen i zenerdiodens 17 genomsläppsriktning till att via motståndet 25 styra över tändtransistorn 16 in i dess mättnadsområde för att därigenom höja primärströmmen. Den po- sitiva spänningshalvvågen i primärströmkretsen 15 uppladdar dessutom styrkondensatorn 20 via motståndet 19. I tändnings- ögonblicket Zzp har primärströmmen ID nått ett toppvärde och spänningen på styrkondensatorn 20 överskrider styrtransistorns 22 styrspânning, varigenom denna styres till sitt strömledan- de tillstånd. Härigenom överbryggas tändtransistorns 16 styr- sträcka av styrtransistorns 22 kopplingssträcka, varigenom .tändtransistorn 16 övergår till spärrat tillstånd. Omstyrning- en av tändtransistorn 16 pâskyndas dessutom därigenom, att genom frånkoppling av primärströmmen I ökar primärspänningen .pulsliknande och.styr via motstånden 19 och 2l styrtransis- torns 22 styrsträcka till mättnadsområdet, varigenom tänd- transistorns 16 styrsträcka praktiskt taget kortslutes. Den accelererade frånkopplingen av primärströmmen Ip medför kraf- 8003845-8 tig flödesändring i tändankaret ll, vilken flödesändring i sekundärlindningen l2a inducerar en högspänningspuls, som vid tändstiftet 14 utlöser en tändgnista. Styrtransistorn 22 kvarstår i strömledande tillstånd tills primärströmkretsens positiva spänningshalvvåg avklingat och styrkondensatorn 20 urladdats via motståndet 21 samt motstânden 23, 24 och styr- transistorns 22 styrsträcka till dennas tröskelspänning. För den anslutande, mindre negativa spänningshalvvågen, som be- lastar tändtransistorns 16 kopplingssträcka i spärriktningen, líilgeï' den íflveftefade dioden 18 och zenerdioden 17 åter i serie och begränsar i praktiken spänningshalvvâgen till zenerdio- dens 17 zenerspänning. Detta förlopp upprepas för varje fullt rotationsvarv hos magnetsystemet 13.

I fig. 3 visas i stället för zenerdioden 17 mellan primärströmkretsens anslutningar A och B ett ohmskt dämpmot- stånd 30, som för de för tändningen utnyttjade primärspän- ningshavlvågorna överbryggas av en diod 31, vilken är anord- nad med samma genomsläppningsriktning som tändtransistorns 16 kopplingssträcka. Dioden 3l bildar tillsammans med det ohms- ka motståndet 30 ett halvledarmotstånd, som har mindre mot- stândsvärde i en strömriktning än i motsatt strömriktning.

Detta arrangemang har jämfört med en zenerdiod l7 enligt fig. l den fördelen, att med ökande varvtal kommer primärströmmen ej att stiga lika kraftigt under de negativa spänningshalvvâ- gorna som vid användning av en tröskelvärdeströmställare, var- för början av den positiva primärströmshalvvâgen ej fördröjes lika kraftigt genom ankarâterverkning, vilket eventuellt skul- le kunna leda till senareläggning av tändningstídpunkten i det övre varvtalsområdet. Å andra sidan dämpas genom motstån- det 30 den första negativa spänningshalvvågen så kraftigt, att även inom det övre varvtalsområdet kommer den motsvarande spänningshalvvågen i tändanakrets ll sekundärlindning l2a, ej att kunna orsaka något falsk tändgnista vid tändstiftet 14.

Vid användning av ett ohmskt motstånd 30 i ett tändsystem en- ligt fig. 1 uppnås optimal dämpning av de negativa spännings- halvvågorna i primärströmkretsen med ett motståndsvärde av cir- ka 6 ohm. Detta betyder att man uppnår så hög amplitud som 8003845-8 möjligt för primärströmmen i tändningsögonblicket, obetydlig förskjutning av tändningsögonblicket i det övre varvtalsomrâ- det samt begränsning av sekundärspänningen under de negativa halvvågorna till ett ofarligt värde.

Såsom antydes med streckade linjer i fig. 3 kan det ohmska motståndet 30 ersättas av ett flertal seriekopplade dioder 32, som är anordnade med samma genomsläppningsriktning som tändtransistorns 16 inverterade diod 18. Även i detta fall skall dioden 31 anordnas parallellt med diodkedjan 32 och med motsatt genomsläppningsriktning. Slutligen är det även möjligt att parallellt med dioden 31 koppla en zener- diod l7a, som bildar dämpmotstând för de negativa spännings- halvvågorna i primärströmkretsen 15. Eftersom dioden 3l har en tröskelspänning av 0,7 volt kan i detta fall användas zener- dioder, vars tröskelspänning i genomsläppsriktningen är vä- gsentligt högre.

Uppfinningen är ej begränsad till det i fig. l visade 1 tändsystemet och ovannämnda utföringsexempel av dämpmotstånd, eftersom på annat sätt utförda dämpmotstånd alternativt kan användas i primärströmkretsen hos ett transistormagnettänd- system. I det enklaste utförandet kan dioden 31 utelämnas, varvid endast det ohmska motståndet 30 utnyttjas i primär- strömkretsen för dämpning av negativa spänningshalvvågor.

I detta fall uppstår dock den nackdelen, att även de för tändning utnyttjade primärströmhalvvågorna försvagas medelst motståndet 30. Eftersom Darlington-tändtransistorn uppvärms mycket kraftigtgenom sin höga kopplingseffekt är det i och för bättre värmeavledning fördelaktigt att förbinda tändtran- sistorns kollektor med gods liksom den därmed förbundna an- slutningen hos tändankarets 13 primärlindning l2b och att an- ordna dämpmotståndet mellan tändtransistorns 16 emitteran- 'slutning och primärlindningens l2b andra ände eller att för bättre styrning av tändtransistorn 16 låta dämpmotstândet vara förbundet med dennas kollektor och i och för värmeavledning lägga kollektorn elektriskt isolerad mot gods. I samtliga fall är det emellertid enligt uppfinningenväsaufligtzmt da1in~ 8003845-8 verterade dioden 18 hos Darlington-tändtransistorn eller hos ett annat monolitiskt halvledarkopplingselement utnyttjas för dämpning av de för tändning ej utnyttjade spänningshalv- vågorna i primärströmkretsen genom att dioden för dessa halv- vågor ligger i serie med dämpmotståndet i primärströmkretsen.

Pâ detta sätt kan uppnås optimal dämpning av de ej för tänd- ning erforderliga halvvâgorna hos magnetapparaten 10 utan be- hov av en ytterligare kopplingskrets. Uppfinningen kan även utnyttjas vid sådana tändsystem, som uppvisar separat tänd~ spole, vars primärlindning ligger i serie med lindningen hos en magnetgenerator för att alstring av tändenergin. Även i detta fall anordnas dämpmotstàndet framför eller efter tänd- transistorns kopplingssträcka.

Claims (8)

8003845-8 B Patentkrav

1. Tändsystem för förbränningsmotorer med en tändenergi- alstrande magnetgenerator, vars ankare (11) samverkar med ett av förbränningsmotorn drivet, roterande magnetsystem (13) och till vars växelspänning avgivande lindning (12b) är ansluten primärströmkretsen (15) hos en tändspole, vars sekundärlindning (12a) är förbunden med åtminstone ett tändstift (14) och vars primärströmkrets (15) inne- håller kopplingssträckan hos ett styrbart, elektroniskt halvledarkopplingselement (16), vilken i tändningsögon- blicket medelst en styrkoppling (22) omstyres från ström- ledande till spärrat tillstånd, varjämte en inverterad diod (18) är parallellkopplad med kopplingselementets (16) kopplingssträcka, k ä n n e t e c k n a t a v att dio- den (18) och halvledarkopplingselementet (16) är förenade i en monolitisk koppling, och att dioden (18) är serie- kopplad med ett i primärströmkretsen ingående dämpmot- stånd (17; 17a, 30, 31, 32) särskilt för sådana primär- spänningshalvvågor, vilka belastar halvledarkopplingsele- mentets (16) kopplingssträcka i spärriktningen.

2. Tändsystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att dämpmotståndet (17) är ett halvledarmotstånd, som i en strömriktning har lägre och i motsatt riktning har högre motståndsvärde.

3. Tändsystem enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att dämpmotståndet består av en zenerdiod (17), vil- ken är anordnad med samma genomsläppsriktning som halv- ledarkopplingselementets (16) kopplingssträcka.

4. Tändsystem enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t a v att dämpmotståndet (30) överbryçgas av en diod (31), som för de för tändning utnyttjade pri- märspänningshalvvågorna har_samma genomsläppsrikiníng som halvlvdarkopplíngsolomvntots (16) kupplíngnsixävku. 9 8003845-8

5. Tändsystem enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att dämpmotståndet består av ett flertal seriekopp- lade dioder (32), som är anordnade med samma genomsläpps- riktning som halvledarkopplingselementets (16) invertera- de diod (18).

6. Tändsystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a V att dämpmotståndet (30) har ett ohmskt motstånds- värde av cirka 6 ohm.

7. Tändsystem enligt något av kraven 1 - 6, k ä n n e - t e c k n a t a v att halvledarkopplingselementet (16) är en Darlington~tändtransistor med integrerad inverte- rad diod (18).

8. Tändsystem enligt något av kraven 1 - 7, k ä n n e ~ t e c k n a t a v att halvledarkopplingselementet (16) är en npn-ledande Darlington-transistor, vars kollektor liksom en ände av generatorlindningen (12b) är förbunden med gods och vars emitter är förbunden med dämpmotståndet (17, 17a, 30, 31, 32).