SE448644B

SE448644B - IGNITION ENGINE ENGINE SYSTEM WITH A MAGNET GENERATOR

Info

Publication number: SE448644B
Application number: SE8406070A
Authority: SE
Inventors: J Podrapsky
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1983-12-03
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1987-03-09
Also published as: DE3343853A1; SE8406070D0; SE8406070L

Description

15 20 25 30 35 448 644 tentkravet angivna egenskaperna. Särskilt lämpligt är om det i kopplingsgrenen med den andra styrkondensatorn är anordnat en första diod. vilken ligger i spärriktning för de för tändning utnyttjade spänningshalvvâgorna. Härvid är det speciellt för- delaktigt om den första dioden dessutom överbrygga: den första styrkondensatorn med hänsyn till de för tändning ej använda halvvâgorna. 15 20 25 30 35 448 644 tent requirement specified properties. It is particularly suitable if a first diode is arranged in the connection branch with the second control capacitor. which is in the blocking direction of the voltage half-waves used for ignition. In this case, it is particularly advantageous if the first diode also bridges: the first control capacitor with regard to the half-waves not used for ignition.

Ritning Ett utföringsexempel av uppfinningen beskrives nedan närmare under hänvisning till åtföljande ritning, där fig. 1 visar kretsuppbyggnaden hos ett tändsystem enligt uppfinningen. fig. 2 visar spänningsförloppet i tändsystemets primärströmkrets i det undre varvtalsområdet, fig. 3 visar förloppet för primär- spänningen i det övre varvtalsområdet och fig. 4 visar kurvan för tändtidpunktsförskjutningen i beroende av motorvarvtalet.Drawing An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows the circuit structure of an ignition system according to the invention. Fig. 2 shows the voltage profile in the primary circuit of the ignition system in the lower speed range, Fig. 3 shows the course of the primary voltage in the upper speed range and Fig. 4 shows the curve for the ignition time offset depending on the engine speed.

Beskrivning av utföringsexemplet Det i fig. 1 visade tändsystemet för en encylindrig förbrän- ningsmotor omfattar en magnetgenerator 10 med ett samtidigt som tändtransformator tjänstgörande tändankare ll, som samver- kar med ett roterande magnetsystem 12. Magnetsystemet 12 är härvid anordnat på periferin av ett sväng- eller fläkthjul 13 hos den ej visade förbränningsmotorn. Det treskänkliga tändan- karet 11 är försett med en primärlindning 14 och en sekundär- lindning 15. vilka tillsammans med övriga kopplíngselement i tändsystemet är ingjutna i ett ej visat hus. Prímärlindningen 14 är ansluten till en primärströmkrets med ett elektroniskt tändkopplingselement 16, under det att sekundärlindningen är förbunden med ett tändstift 17. Tändkopplingselementet 16 he- står i det visade utföringsexemplet av en trestegs Darling- ton-tändtransistor, i vars emitteranslutning är anordnat ett utjämningsmotstånd 18 för inställning av tändtransistorns 16 förstärkningsfaktor. För genomstyrning av tändtransistorn 16 vid början av en positiv spänningshalvvåg i primärströmkretsen är dess bas via ett motstånd 19 förbunden med dess kollektor- anslutning. Parallellt med tändtransistorns 16 bas-emitter- sträcka och utjämningsmotståndet 18 ligger kopplingssträckan 10 15 20 25 30 35 448 644 nos en styrtransistor 20, vars bas via ett kopplingsmotstând 21 är förbunden med den ena anslutningen hos en första styr- kondensator 22. Styrkondensatorns 22 andra anslutning är till- sammans med styrtransistorns 20 emitteranslutning och utjäm- ningsmotståndets ena anslutning förbundet med primärlindning- ens 14 ena ände l4a. Styrkondensatorn 22 är seriekopplad med en zenerdiod 23 som tröskelvärdeströmställare och ett motstånd 24. vars fria anslutning tillsammans med tändtransistorns 16 kollektor är ansluten till primärlindningens 14 andra ände l4b.Description of the embodiment The ignition system for a single-cylinder internal combustion engine shown in Fig. 1 comprises a magnetic generator 10 with an ignition anchor 11 acting at the same time as the ignition transformer, which cooperates with a rotating magnetic system 12. The magnetic system 12 is arranged on the periphery of a pivot. or fan wheel 13 of the internal combustion engine (not shown). The three-legged ignition armature 11 is provided with a primary winding 14 and a secondary winding 15. which together with the other coupling elements in the ignition system are cast in a housing (not shown). The primary winding 14 is connected to a primary circuit with an electronic ignition coupling element 16, while the secondary winding is connected to a spark plug 17. The ignition coupling element 16 is shown in the illustrated embodiment of a three-stage Darlington ignition transistor, in which emitter terminal 18 is arranged. for setting the gain of the ignition transistor 16. To control the ignition transistor 16 at the beginning of a positive voltage half-wave in the primary circuit, its base is connected via a resistor 19 to its collector connection. In parallel with the base-emitter distance of the ignition transistor 16 and the equalizing resistor 18, the coupling distance 10 is located by a control transistor 20, the base of which is connected via a coupling resistor 21 to one connection of a first control capacitor 22. The second of the control capacitor 22 connection is connected to one end of the primary winding 14 of the primary winding 14 to the emitter connection of the control transistor 20 and one connection of the equalization resistor. The control capacitor 22 is connected in series with a zener diode 23 as a threshold switch and a resistor 24. whose free connection together with the collector of the ignition transistor 16 is connected to the other end 14b of the primary winding 14.

För påverkan av tändningstidpunkten inom hela det tillåtna varvtalsområdet för förbränningsmotorn finns i en ytterligare kopplingsgren en andra styrkondensator 25 seriekopplad med ett ytterligare motstånd 26. I denna kopplingsgren finns dessutom en diod 27, vilken är polvänd så att den ligger i spärriktning för de för tändning utnyttjade positiva spänningshalvvågorna i primärströmkretsen. Dioden 27 ligger parallellt med den serie- koppling, som bildas av den första styrkondensatorn 22 och zenerdioden 23. Den andra styrkondensatorn 25. som skall upp- laddas av de negativa spänningshalvvâgorna i primärströmkret- »sen via dioden 27, ligger med sin pluspotential via en förbin- delse 28 på katodanslutningen hos zenerdioden 23. vars anodan- slutning är förbunden med den första styrkondensatorn 22. I kopplingsgrenen med den andra styrkondensatorn 25 finns en ytterligare diod 29, vars anod är förbunden med motståndet 26 och vars katod är förbunden med tändtransistorns 16 kollektor- anslutning. även denna diod 29 ligger i spärriktning för de för tändning utnyttjade positiva spânningshalvvâgorna i pri- märströmkretsen. Den andra dioden 29 är dessutom på anodsidan förbunden med ett ytterligare motstånd 30, vilket ligger pa- rallellt med den seriekoppling, som bildas av den första dio- den 27. den andra styrkondensatorn 25 och motståndet 26.In order to influence the ignition time within the entire permissible speed range of the internal combustion engine, a second control capacitor 25 is connected in series with a further resistor 26. In this connection branch there is also a diode 27, which is inverted so that it is in the blocking direction of the ignition positive voltage half-waves in the primary circuit. The diode 27 is parallel to the series connection formed by the first control capacitor 22 and the zener diode 23. The second control capacitor 25, which is to be charged by the negative voltage half-waves in the primary circuit via the diode 27, lies with its positive potential via a connection 28 on the cathode connection of the zener diode 23. whose anode connection is connected to the first control capacitor 22. In the connecting branch with the second control capacitor 25 there is a further diode 29, whose anode is connected to the resistor 26 and whose cathode is connected to the ignition transistor 16 collector connection. this diode 29 is also in the blocking direction of the positive voltage half-waves used in ignition in the primary circuit. In addition, the second diode 29 is connected on the anode side to an additional resistor 30, which is parallel to the series connection formed by the first diode 27. the second control capacitor 25 and the resistor 26.

Funktionen hos tändsystemet enligt fig. l beskrivs nedan med hjälp av det i fig. 2 och 3 visade spänningsförloppet i pri- märströmkretsen.The function of the ignition system according to Fig. 1 is described below with the aid of the voltage profile shown in Figs. 2 and 3 in the primary circuit.

Fig. 2 visar förloppet hos spänningen Up i primärlindningen 14 10 15 20 25 30 35 448 644 lå,- i det undre varvtalsområdet för förbränningsmotorn när det i pilens riktning roterande magnetsystemet 12 rör sig förbi tändningsankaret ll. Fig. 3 visar motsvarande spänningsförlopp Up i det övre varvtalsområdet för förbränningsmotorn. Som referenspotential antages primärlindningens 14 undre ände l4a.Fig. 2 shows the course of the voltage Up in the primary winding 14 10 15 20 25 30 35 448 644 was in the lower speed range of the internal combustion engine when the magnetic system 12 rotating in the direction of the arrow moves past the ignition armature 11. Fig. 3 shows the corresponding voltage profile Up in the upper speed range of the internal combustion engine. The lower end 14a of the primary winding 14 is assumed as the reference potential.

Genom magnetsystemets 12 rotation alstras till att börja med en negativ spänningshalvväg i primärlindningen 14. vilken halvvâg dämpas av motståndet 30 på ca 100 12 . Denna negativa- spänningshalvvåg förorsakar en ström genom dioden 27, den andra styrkondensatorn 25 på ca 4 nF och det därmed i serie liggande motståndet 26 på 5 KSZ. varigenom styrkondensatorn 25 uppladdas. En uppladdning av den första styrkondensatorn 22 förhindras härvid av dioden 27 bortsett från en restspänning på 0,6 V. Genom denna negativa spänningshalvvåg kommer den andra styrkondensatorn 25 i det undre varvtalsområdet endast att uppladdas under tröskelspänningen hos zenerdioden 23 på ca 4 V. så att en anslutande omladdning till den första styrkon- densatorn 22 ej är möjlig. Med den efterföljande positiva spänningshalvvågen i primärlindningen 14 uppladdas nu den första styrkondensatorn 22 på ca 10 nF via motståndet 24 på 100 KS1.och zenerdioden 23 vid överskridand av tröskelspän- ningen Us. vid tändningstidpunkten Zzp när spänningen på styr- kondensatorn 22 det värde vid vilket styrtransistorn 20 reage- rar och omkopplar denna till ledande tillstånd. Härigenom bringas tändtransistorn 16 till spärrat tillstånd och primär- strömkretsen brytes plötsligt. Genom brytningen av primär- strömmen alstras i-sekundärlindningen 15 en högspänningspuls. som utlöser en tändgnista på tändstiftet 17. Det beskrivna förloppet upprepas med varje fullt varv hos fläkthjulet 13.The rotation of the magnet system 12 initially produces a negative voltage halfway in the primary winding 14. which halfway is attenuated by the resistor 30 of about 100 12. This negative voltage half-wave causes a current through the diode 27, the second control capacitor 25 of about 4 nF and the thus resistive resistor 26 of 5 KSZ. whereby the control capacitor 25 is charged. Charging of the first control capacitor 22 is thereby prevented by the diode 27 apart from a residual voltage of 0.6 V. Due to this negative voltage half-wave, the second control capacitor 25 in the lower speed range will only be charged below the threshold voltage of the zener diode 23 of about 4 V. a connection recharge to the first control capacitor 22 is not possible. With the subsequent positive voltage half-wave in the primary winding 14, the first control capacitor 22 of about 10 nF is now charged via the resistor 24 of 100 KS1 and the zener diode 23 when the threshold voltage Us is exceeded. at the ignition time Zzp, the voltage on the control capacitor 22 reaches the value at which the control transistor 20 reacts and switches it to a conducting state. This brings the ignition transistor 16 to the off state and the primary circuit is suddenly interrupted. By breaking the primary current, a high voltage pulse is generated in the secondary winding 15. which triggers an ignition spark on the spark plug 17. The described process is repeated with each full revolution of the fan wheel 13.

Som fig. 4 visar ligger tändvinkeln.? inom förbränningsmotorns tomgångsområde på 00 vevaxelvridning (KW) före förbränninge- motorns övre dödpunkt, På grund av den tid, som erfordras för uppladdning av styrkondensatorn 22, förskjutes med ökande varvtal tändningstidpunkten till att börja med till senare tändning. ._....__. . '\,'l 10 15 20 25 30 35 «tändning så att den vid ett varvtal av 448 644 Genom lämplig utjämning av motståndet 26 uppladdas emellertid vid ett varvtal av ca 4000 varv per minut den andra styrkon- densatorn 25 genom den första negativa spänningshalvvågen nos primärspänníngen Up redan så mycket, att sedan denna spän- ningsnalvvåg avklingat överskrides tröskelspänningen Us på zenerdioden 23 och omladdning från den andra styrkondensatorn 25 till den första styrkondensatorn 22 sker. Strömkretsen för omladdningen slutes härvid genom motstånden 30 och 26. Vid början av den positiva halvvågen hos primärspänningenn Up upp- laddas på detta sätt den första styrkondensatorn 22 snabbare till det för omkoppling av styrtransistorn 20 erforderliga värdet så att tändningstidpunkten Zzp nu förskjutes i riktning till tidigare tändning. Som fig. 4 visar förskjutes tändnings- tidpunkten med ökande varvtal alltmer i riktning till tidigare 8000 varv per minut når en vinkelgﬁ av 100 spänningsförloppet i primärlindningen 14 i det övre varvtals- före övre dödpunkten. I fig. 3 visas området. Av figuren framgår att de tändningsförloppet före- gående negativa spänningshalvvågorna uppvisar högre amplitud- värden än i det lägre varvtalsområdet och att den därigenom förorsakade omladdningen av den elektriska energin från den andra styrkondensatorn 25 till den första styrkondensatorn 22 tidigarelägger tändningstidpunkten Zzp med vinkelnjp ' jämfört med det undre varvtalsområdet enligt fig. 2.As Fig. 4 shows, the ignition angle is.? within the combustion engine's idle range of 00 crankshaft rotation (KW) before the combustion engine's upper dead center. Due to the time required to charge the control capacitor 22, with increasing speed the ignition timing is initially shifted to later ignition. ._....__. . However, at a speed of 448,644 by suitably equalizing the resistor 26, it is charged at a speed of about 4000 rpm the second control capacitor 25 through the first negative voltage half-wave. nos the primary voltage Up already so much that after this voltage zero wave has subsided, the threshold voltage Us on the zener diode 23 is exceeded and recharging from the second control capacitor 25 to the first control capacitor 22 takes place. The current for the recharging circuit is closed by the resistors 30 and 26. At the beginning of the positive half-wave of the primary voltage Up, the first control capacitor 22 is charged in this way faster to the value required for switching the control transistor 20 so that the ignition time Zzp is now shifted towards the previous ignition. As Fig. 4 shows, the ignition time is shifted with increasing speed more and more in the direction of the previous 8000 revolutions per minute, reaching an angular ﬁ of 100 the voltage profile in the primary winding 14 in the upper speed before the upper dead center. Fig. 3 shows the area. It can be seen from the figure that the negative voltage half-waves preceding the ignition sequence have higher amplitude values than in the lower speed range and that the consequent recharging of the electrical energy from the second control capacitor 25 to the first control capacitor 22 predates the ignition time with the lower speed range according to Fig. 2.

Uppfinningen är ej begränsad till det visade utföringsexemp- let. Exempelvis erhålles praktiskt taget samma funktion om dioden 27 för uppladdning av den andra styrkondensatorn 25 är direkt parallellkopplad med den första styrkondensatorn 22.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown. For example, practically the same function is obtained if the diode 27 for charging the second control capacitor 25 is directly connected in parallel with the first control capacitor 22.

I detta fall de negativa spänningshalvvågorna en laddnings- vilket antytts i fig. 1 med streckade linjer. skulle under ström flyta över denna diod 27' andra styrkondensatorn 25. Eftersom i detta fall såväl på dioden 27' av 0.6 V kommer uppladdningen av den andra styrkondensatorn 25 och zenerdioden 23 till den som på zenerdioden 23 uppträder ett spänningsfall att bli något mindre. Slutligen kan kopplingsgrenen med den andra styrkondensatorn 25 även vara uppbyggd på annat sätt och ansluten till primärströmkretsen genom att exempelvis motstån- 10 15 448 644 det 26 och kondensatorn 25 byter plats. Väsentligt är emeller- tid att den andra styrkondensatorn 25 endast får uppladdas av sådana spänníngshalvvågor i prímärströmkretsen. som är riktade åt motsatt håll jämfört med de för tändníng utnyttjade spän- níngshalvvågorna. Dessutom måste den andra styrkondensatorn 25 vara parallellkopplad med den första styrkondensatorn 22 och den framför denna kopplade tröskelvärdesströmställaren 23 på sådant sätt. att pluspotentíalen hos den uppladdade andra styrkondensatorn 25 ligger på den från den första styrkonden- satorn 22 vända anslutningen hos tröskelvârdesströmställaren (23), så att omladdníng kan ske när tröskelvärdet överskrídes.In this case, the negative voltage half-waves a charge which is indicated in Fig. 1 by broken lines. would flow over this diode 27 'the second control capacitor 25. Under current, both on the diode 27' of 0.6 V, the charge of the second control capacitor 25 and the zener diode 23 to a voltage drop occurring on the zener diode 23 will be slightly smaller. Finally, the coupling branch with the second control capacitor 25 can also be constructed in another way and connected to the primary circuit by, for example, the resistor 26 and the capacitor 25 changing places. It is essential, however, that the second control capacitor 25 may only be charged by such voltage half-waves in the primary circuit. which are directed in opposite directions compared with the voltage half-waves used for ignition. In addition, the second control capacitor 25 must be connected in parallel with the first control capacitor 22 and the threshold switch 23 connected in front of it in such a way. that the positive potential of the charged second control capacitor 25 lies on the connection of the threshold value switch (23) facing away from the first control capacitor 22, so that recharging can take place when the threshold value is exceeded.

I stället för en E~formíg järnkärna på tändankaret 11 kan en U-formíg järnkärna användas. Dessutom kan tändankaret vara försett med endast en lindning för matning av tändsystemet, varvid då högspänníngspulsen för alstríng av tändgnístorna in- duceras i en separat från denna anordnad tändspole. uInstead of an E-shaped iron core on the ignition armature 11, a U-shaped iron core can be used. In addition, the ignition armature can be provided with only one winding for feeding the ignition system, whereby then the high-voltage pulse for generating the ignition sparks is induced in a ignition coil arranged separately from this. u

Claims

10 15 20 25 30 35. 448,644 Patent claims

Ignition system for internal combustion engines with a magnetic generator driven therefrom, which has an ignition anchor (II) for generating ignition energy. whose winding (14) supplies a primary circuit of the ignition system and whose secondary circuit (15) is connected to at least one spark plug (17), and to an electronic ignition coupling element (16) in the primary circuit. which at the time of ignition is switchable from conductive to blocked state by means of a control circuit element (20) by charging the voltage half-waves used in ignition in the primary circuit via a resistor (24) and a threshold switch (23) charging a first control capacitor (22). whose voltage is supplied via a switching resistor (21) to the control distance of the control circuit element (20), and with a further switching branch with a second control capacitor (25) and a resistor (26) lying in series therewith. characterized in that the second control capacitor (25) can be charged by means of a diode device (27.29) only by means of such voltage half-waves in the primary circuit. which has the opposite polarity to the voltage half-waves used for ignition and which is connected in parallel with the first control capacitor (22) and the pre-connected threshold switch (23) in such a way that the positive potential of the second control capacitor (25) is the first control capacitor (22) reverses the connection of the threshold switch (23).

Ignition system according to Claim 1, characterized in that a first diode (27) is arranged in the coupling branch with the second control capacitor (25), which is located in the blocking direction of the voltage half-waves used for ignition.

Ignition system according to Claim 2, characterized in that an additional diode (29) is arranged in the coupling branch with the second control capacitor (25), which is also located in the blocking direction of the voltage half-waves used for ignition and which on the anode side is connected by an additional resistor (30). which is connected in parallel with the series coupling. formed by the first diode (27) and the second control capacitor (25) and the resistor (26). 10 448 644

Ignition system according to claim 2 or 3, characterized in that the first diode (27) is connected in parallel with the first control capacitor (22).

Ignition system according to claim 2 or 3, characterized in that the first diode (27) is connected in parallel with the first control capacitor (22) and the threshold switch (23) lying therewith in series.

Ignition system according to one of Claims 1 to 5. characterized in that the two control capacitors (22,25) are arranged in thick film design on a substrate in a hybrid circuit. 9: