SE451749B - Anordning for triggning av tendforlopp vid forbrenningsmotorer med kondensatortendsystem - Google Patents

Description

451 g749 -2 i rotationsriktningen sist belägna benet. Denna fördelning är lämplig ur ren fysisk lindningsfördeiningssynpunkt. Det är vidare vanligt att i ett dylikt fall angringa laddspolen på det i rotationsriktningen sist belägna benet. Det fysiska förloppet hos de induoerade spänningarna i respektive lind- ningar är sådant att vid aktuella belastningar respektive spänningskurvor vid ökande varvtal griper in i varandra. Detta förorsakar det välkända fenomenet att vid ett visst varvtal triggningsförloppet inte hinner avslutas förrän en laddspän- ningen vuxit till sådan storlek att laddningsförloppet påbör- jas. Detta innebär en manga gånger ioke önskad varvtalsbe- gränsning, enär vid nämnda varvtal laddningspulsen helt kort- slutes förbi ifràgakommande kondensator. Om en varvtaisbe- gränsning för mycket höga varv är önskvärd mäste den kunna vara kontrollerbar, d.v.s. den skaii utgöra resultatet av ett styrt förlopp.

Nämnda nackdel tillsammans med problemet att astadkomma till tomgång anpassad tändförställning är problem som i stor ut- sträckning finner sin lösning i föreliggande uppfinning. Upp- finningen bygger på så kallade språngvis föränderlig_tändför- ställning, d.v.s. man har en mycket låg tändpunktsinställning för säkerställande av tomgång utan störningar, varvid vid varvtalsökning tändförställningen snabbt övergår till en högre grundinställning. Det sätt uppfinningen löser nämnda problemet är praktiskt synnerligen fördelaktigt.

Uppfinningen bygger pà anordnandet av tva eller fler trigg- kretsar med tidsmässigt ooh/eller fasmässigt ifran varandra skilda signalkällor, vilket i praktiken i allmänhet löses gen- om att anordna tva trigglindningar på var sitt ben på kärnan tidsmässigt efter varandra i förhaliande till svänghjulsmag- neternas rotationsriktning. De bada triggkretsarna är anslutna till en tyristors styrkrets pà sådant sätt att den för ögon- blioket mest dominanta kretsen, spännings- såväl som tidsmäss- igt, styr triggförloppet. Detta innebär att triggningen från början sköts av den triggkrets som tidsmässigt ligger efter den som först samverkar med magneterna, varefter den förstnäm- nda tar över triggningen. Praktisk anordnar man detta så att -3 451 749 man utgår fran en trebent magnetkärna, varvid den första triggkretsen är anbragt på det kärnben som först samverkar med de förbiroterande magneterna under det att den andra trigg- kretsens lindning är anbragt pa mittenbenet. Laddlindningen är då anbragt pà det i rotationsriktningen sist belägna benet.

Själva tändspolens placering är här icke relevant men kan i ett praktisk utförande vara anbragt på mittbenet utan att störa triggförloppen. Det är att märka att som inledningsvis angivits spänningskurvorna vid ökande varvtal tenderar att växa in i varandra ooh detta medför som nämnts en varvtalsbe- gränsning, enär kondenstorn ioke blir laddad. För att förhind- ra att triggiörloppen påverkar laddförloppet är enligt uppfin- ningen i den i rotationsriktningen räknat andra triggkretsen, d.v.s. den som ligger närmast laddkretsen utfdrmad med en avledningskrets styrd av spänningsiörloppen i den nämnda för- sta triggkretsen pa sådant sätt, att när triggnivá uppnåtts i den nämnda andra kretsen triggspänningen avledes så att ifragakommande tyristor effektivt blir oledande i god tid före laddningsförloppets initering. Han far härvid följaktligen ett intervall där någon störande triggspänning överhuvudtaget icke förekommer, vilket intervall föregår laddningsintervallet.

Uppfinningen avser även en varvtalsbegränsningskrets som bygg- er pa utnyttjandet av den energi som frigöras vid avledande av den ovannämnda triggspänningspulsen. Tillvaratagandet av denna energi sker i en tidskrets med ett förutbestâmt urladdnings- intervall, vilken tidskrets står i förbindelse med tyristorns styrelektrod så att när ett högsta varvtal uppnåtts laddnings- förloppet kontrollerbart kan avbrytas genom kortslutning eller avledning förbi laddkondenstorn.

Det kännetecknade för uppfinningen framgår av efterföljande patentkrav.

Uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bi- fogade ritningar som hänför sig till en utföringsform.

Figur 1 visar sohematiskt uppbvggnaden av en anordning enligt uppfinningen med tillhörande kretsuppbyggnad. 451 749 Figur 2 och 3 visar sednningstuevee som indueeeas i kretsen enligt figur in Figur 4 visar motsvarande pulslöeloepu Figur 5 visar urladdningsldelene i den iírågekonmande tids- kretsen.

Den i figur 1 visade anordningen består av ett svänghjul 1 med magnetpoler 2,3. Bvänghjulet än kepnldt till vevameln hos en icke närmare angiven färbränningsmetor. Svänghjulet i antages rotera i pilens 4 riktning. Med svängnjulets negneter samverk- ar en trebent megnetkäene 5. Det i eetetionsriktningen räknat första benet är beteeknet med eg nittnenet med 7 och det sist belägna benet med 8. Benet 6 uppbär en förste trigglindning 9, benet 7 uppbär en andra trigglindning lü och benet 8 uppbär en laddningslindning 11, tvärs över vilken en tennereturbeeoende komponent 8' år ansluten. Bentlign nu angivna lindningae är med ena änden förbundna med en gemensam jordledning l2. Lind- ningen 9 är genom en ledning 13 ansluten till en diod in via ett motstånd 15. Lindningen id de genen en ledning id lika- ledes ansluten till en diod ll. De bddd diodernes utgängssidor är sammankopplade till en ledning lß som leder till en zener- diod 19 i sin tur seriekopplad med en ytteeligere died 20.

Dioden 20 är genom en ledning El ansluten till en tyristors 22 styrelektrod 23. Tvärs över tyristoen 22 är en skyddsdiod 22' ansluten. Tyristorn 22 är inkopplad i en krets för styrning av gnistfunktionen och bestående av en till lindningen li anslut- en laddningsdiod 24 genem en ledning 25 ansluten till en kondenstor 26. Kondensateen Ed är videee seriekoppled med primärlindningen 27 till en tdndtednsfornntee Zdg till vars sekundärlindning 29 ett tändstift SG de anslutet. Lindningens 27 andra ände är ansluten till den gemensamma jerdledningen 12. Tyristorn 22 är som leemgie dv liguren inkopplad mellan ledningen 25 ooh jordledningen l2 sålunda bildande en styrker urladdningskrets för kondensdteen 2& genom lindningen 27. w' 451 749 -s Till ledningen 16 är ansluten en triac 31 som via en ledning 32 står i förbindelse dels med en diod 33 och dels en diod 34.

Dioden 33 är med sin anodsida ansluten till den gemensamma jordledningen 12. Triaoens styrelektrod 35 star via en diod 36 i förbindelse med ledningen 13, d.v.s. med den nämnda första trigglindningen 9.

Dioden 34 står genom en ledning 37 i förbindelse med en RC- krets bestående av en kondensator 33 parallellkopplad med en seriekrets bestående av exempelvis en temperaturberoende komponent 39 och ett motstånd 40. Ledningen 37 är ansluten till ledningen 21 via ett motstånd 4l ooh en zenerdiod 42 och en diod 43. Oiodernas 14 ooh 17 utgàngssidor är även förbundna med den gemensamma jerdledningen l2 via ett belastningsmot- stånd 44. Den visade anordningen fungerar på följande sätt.

För att till en början enklare kunna beskriva den allmänna funktionen hos anordningen må antagas att zenerdioden 19 och dioden 20 är uteslutna, d.v.s. ledningen 18 står i direkt för- bindelse med ledningen 21. Vidare mä bortses från hela komp- lexet 33-42, varvid antages att ledningen 32 star i direkt förbindelse med ledningen 12. När svänghjulet 1 roterar i pilens 4 riktning induceras i benen 6,7 signalförlopp i följd efter varandra så att triggspänningar genereras ooh överförs via ledningarna 13 ooh lb till respektive dioder l4 och 17.

Genom bl.a. förkopplingsmotstàndet 15 är det sörjt för att spänningen från spolen 10 på mittbenet 7 till en början är spänningsdominant, vilket innebär att triggning sker via strömmatning genom dioden 17 via ledningarna 18 ooh 21 till styrelektroden 23. Vid triggning utlöses pa gängse sätt den laddning som antages föreligga i kondensatorn 26. Härvid upp- kommer pa vanligt sätt ett gnistöverslag i tändstiftet 30. När magneterna börjar samverka med det i rotationsriktningen sist belägna benet 8 induoeras laddspänning i laddspolen 11 som via dioden 24 förs över till kondensatorn 26 för ny uppladdning.

När den i lindningen 1D induoerade triggspänningen natt en toppniva, d.v.s. triggning verkställts har den i spolen 9 induoerade spänningen hunnit till sin negativa del. Förloppen 451 749 -6 framgår av figurerna 2, 3 och e. i figurerna 2 och 3 är de spänningar som inducerme av epolerna 9 och lfl betecknade 9' respektive iÜ'. Som synes är kerverna på grund ev den fysiska placeringen av benen 6 och 7 i förhållande till varandra tids- mässigt förskjutna. Figur i viser de likriktade triggpulser som àstadkommes av de i figurerna 2 och 3 visade positiva spänningshalvvàgorna och uppträdande efter dioderna 14 ooh 17.

De härvid uppkomna pulsernm är betecknade 9" respektive iU", varvid triggernivän är inlagd ooh beteeknad T. Den negativa delen av den nämnda inducerede spänningen 9' i spolen 9 ledes genom dioden 36, vilken som synes är vänd för negativ ström- genomgàng. Den härvid uppkommende strömmen styr triaoen 31 till utlösning, vilket innebär att ledningen lö kommer att slutas till jordledningen l2. Härvid bortkapas den sista delen 10"' av triggpulsen iD", vilket innebär att någon reststyr- spänning icke föreligger på tyrietorns 22 styrelektrod 23 efter utförd triggning. Härigenem säkerställes ett den påfölj- ande laddningsperioden i¶" för kpndensetorn Éö kan fortgå helt ostörd enär tyristorn 22 då ör nelt oledende. Detta för- lopp som nu beskrivits pågår under verje tändsekvens oberoende av varvtal.

Såsom framgår av figur 4 är vid det mntegna varvtalet exempel- vis ett tomgàngsvarvtal, den efter dioden 14 erhållna pulsen 9" icke av sådan storlek ett den när upp till triggnivàn. vid ökande varvtal kommer pulsspänningarne att öka, vilket innebär att triggpulsens 9" topp närmar sig triggnivàn. När ifråga- varande puls genombryter triggnivän sker plötsligen en spräng- vis förlöpande tändpunktsemställning anpassad till det högre varvtalsomràde förbränningsmotorn nu kommit upp i. Genom mot- ståndet 15 och anpassning ev lindningsvmrvtel hos lindningen 9 kan man noga ställa in, vid vilket varvtal man önskar att tändningen övergår från làginställning till höginställning, d.v.s. vid ett varvtal sem skiljer sig avsevärt från tomgångs- varvtalet. Vid ökande varvtal kommer givetvis bredden på puls- en 9" att öka innebärande en gredvie ökande tändförställning.

Under ett nu beskrivet driftstilletànd uppkommer givetvis även i samband med magneternas passage ev mittbenet även en trigg- puls från detta, men denna puls har i emmmenhenget icke någon /V <1 _, 451 749 inverkan, enär tyristorn 22 då redan öppnats av den första triggpulsen. Bortkapningen av den avslutande delen av trigg- pulsen iD" nämligen delen 10"' fortgår som ovan nämnts, sâkerställande att även under höga varvtal laddningsförloppet för kondensatorn 26 icke störs.

Tidigare gjordes antagandet att komponenterna 19,20 och 33-42 icke förelag inkopplade. Ned hänsyn till att anordningens grundfunktion beskrivits skall styrningen för varvtalsbe- gränsning som àstadkommes av nämnda komponenter nu beskrivas.

Som framgår av särskilt figur 4 bortkapas som nämnts sista delen av triggerpulsen 1D" nämligen 1D"'. Den energi som föreligger i denna del av pulsen, nämligen 1D"' ledes genom dioden 34 för uppladdning av kondensatorn 33 i RC-kretsen 38- 40. Denna RC-krets har ett relativt snabbt och i huvudsak konstant urladdningsförlopp som följer en kurva, vilket fram- går av figur 5. Som synes erhåller kondensatorn 38 en ladd- spånning 38' så snart triacen 31 aktiverats. Denna laddspän- ning 38 urladdas enligt den visade urladdningskurvan. Den streckade linjen i1" anger laddningspulsens förlopp vi ett varvtal. Hed ökande varvtal blir laddningspulsen 1i" bredare, vilket innebär att den kommer att komma allt längre in på ur- laddningskurvans 38' nedre del. Själva triggnivan är här in- lagd och även i denna figur betecknad med T. Som klart framgår närmar sig skärningspunkten mellan kurvorna 11" och 38' den 'punkt där triggnivan skär kurvan 38'. När denna punkt uppnåtts sker uttriggning av tyristarn 22 medförande att nagon ladd- spänning icke längre kan byggas upp i kondensatorn 25, varvid gnistförloppen upphör aoh motorn minskar i varvtal. Nan kan följaktligen här uppnå en mycket noggrannt kontrollerad varv- talspunkt, vid vilken man önskar insätta varvtalsreglering, vilken då blir styrd pà ett mycket exakt sätt.

Zenerdioderna 19 och 42 har förutom en för kretsen temperatur- -kompenserande inverkan även funktionen av tröskelnivàstyrning för den triggspänning som pàiöres styrelektroden 23. Den trög- het som exempelvis zenerdioden #2 uppvisar medför att man icke uppnår någon uttriggning vid den momentana uppladdningen av kondensatorn 38. Den temperaturberoende komponentens 39 funk- 451 749 -a tion går ut pà att kompensera för temperaturvariationer i sam~ band med Iaddningsíörloppet för kendensatorn 38.

Som klart framgår av beskrivningen har genom en i figur 1 vie- ad anordning ástadkommits en styrfunktion som reglerar heting- elserna för såväl tomgång som arbetsvarvtal för en förbrän- ningsmotor vad beträffar tändfönloppen. Vidare erhålles genom tillvaratagandet av smà puleenergimängder i kretsen en mycket exakt varvtalsbegränsning. Kretsens enkelhet är sådan att den mycket väl låter sig byggas in i mycket små motorkonstruktion- er. Det är enligt uppfinningen givetvis ioke något som hindrar att tändlindningarna i tändtransfnrmatorn är anbragta på mitt- benet tillsammans med trigglindningen iü. Det är givetvis icke nödvändigt att anordna varvtalsbegränsning såsom ovan antytts genom komponenterna 33-42, enär kretsens grundfunktion med bortkapning av sista delen ev triggpulsen från mittbenets lindning 10 då ändå fungerar"

Claims (8)

'10 15 20 25 451 749 PATENTKRAV

1. Anordning för triggning av tändförlopp vid förbränninge- motorer med kondensatortändsystem, innefattande tva eller tlera triggkretsar med tids- och/eller fasmässigt fran varandra skilda signalkällor avgivande relativt motorvarv- talet föränderliga signaler, R ä n n e t e c k n a d av att en tidsmässigt efterföljande triggkrets (lO,16,17) är ut+örd med en triggsignalavledande krets (31,32) styrbar fràn den tidsmässigt föregaende triggkretsen (9,13,36,35, 14,15) pa sàdant sätt, att efter initierad triggning av nämnda efterföljande triggkrets (10,16,17) kvarvarande triggenergi avledes.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda triggsignalavledande krets (E1,32,35) är anord- nad att styras av en signal med motsatt tecken (36) mot triggsignalen i den tidsmässigt första triggkretsen (9,14,15) och förelöpande den pagaende triggsignalen.

3. Anordning enligt krav 1 eller E, k ä n n e t e c k - n a d av att respektive signalkälla (9,lO) generar växel- strömsímpulser, varvid en negativ halvvag av den tidsmäs- sigt första signalkällans (9) växelströmsimuls är anordnad att styra den triggsignalavledande kretsen (31,32,35,3ó).

4. Anordning enligt nagot av föregaende krav, H ä n n e - t e c H n a d av att signalkällorna utgöres av pa var sitt magnetkärnben (6,7) anordnad lindning (9,10) varvid 10 15 20* 25 30 35 451 749 10 kärnbenen samverkar med i ett-svänghjul (1) eller dylikt anordnade magnetpoler (2,3), vilket svänghjul är drivet av förbränningsmotorn, och varvid det i rotationsriktningen (4) främst belägna benets (6) lindning (9) bildar nämnda iörsta signalkälla.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av _ att magnetkärnbenen utgöres av skänklar (6,7,B) i en före- trädesvis trebent magnetkärna (5), varvid den rotationsrikt- ningen (4) för magnetpolerna (2,3) första skänkeln (6) uppbär_1indningen (9) bildande den nämnda första signal- källan, mittbenet lindningen (10) bildande den nämnda andra signalkallan, och varvid den tredje skänkeln (B) uppbär en laddningslindning (11) för en i tändsystemet ingående kondensator (26).

6. Anordning enligt nagot av föregående krav, H ä n n e - t e c E n a d av att de bada triggerkretsarna (9,10) ge- nom dioder (l4,17) är anslutna till styrelektroden (23) i en tyristor (22) eller dylikt ingaende i Hondensatortänd- kretsen (2ó,EB), varvid den tidsmässigt första signalkällan (9) genom en diod (36) är ansluten till ett den tidsmässigt andra signalkällan (10) styrbart avledande don (31).

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c H n a d av att det styrbara avledande donet utgöres av en triac (31).

8. Anordning enligt krav 7, R ä n n e t e c-k n a d av att den negativa spänningen genom triacen (31) gar avledes till jord den positiv lagras i en kondensator (38) som urladdas via en temperaturkompenserande komponent (39) samt ett motstand (40), varvid kondensatorn (38) är ansluten till via ett motstand (41) ytterligare en temperaturkom- penserande komponent (42) samt en diod (43) till styrelek- troden (23) pa tyristorn (32). § (ll