DE1216019B - Vorrichtung zur drehzahlabhaengigen Zuend-zeitpunktverstellung bei Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Zündzeitpunktverstellung bei Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Zündzeitpunktverstellung bei Brennkraftmaschinen, mit mindestens einem an einer umlaufenden Scheibe angeordneten Zahn, der beim Umlauf kurzzeitig einen Magnetkreis schließt, dessen Fluß über einen Hufeisenkern in einer Spule eine Stoßspannung induziert, wobei die in der Spule anwachsende Spannung zu dem Zeitpunkt an einer Zündvorrichtung das Auslösen eines Zündimpulses bewirkt, bei dem der Spannungspegel einen vorgegebenen Wert überschreitet.
• Der günstigste Zündzeitpunkt für ein im Verbrennungsraum eines Motors komprimiertes BrennstofE-luftgemisch ist nicht konstant; er schwankt vielmehr mit der Motordrehzahl und dem Lastzustand. Um zu optimalen Betriebsbedingungen und insbesondere einer guten Kraftstoffausnutzung zu kommen, ist es bekannt, den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl zu verstellen. Zu dieser Verstellung bedient man sich z. B. selbsttätiger Fliehkraftregler. Auch sind Handverstellungen gebräuchlich.
• Die bekannten selbsttätigen Fliehkraftregler erlauben zwar eine angenähert richtige Einstellung des Zündzeitpunktes; sie arbeiten jedoch infolge ihres mechanischen Verschleißes sowie infolge einer unvermeidlichen Reibung zwischen gelenkig verbundenen Reglerteilen ungenau. Es ist deshalb schwierig, den gewünschten funktionellen Zusammenhang zwischen dem Fliehkraftregler und der Zündzeitpunktverstellung zu verwirklichen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den geschilderten Nachteil zu vermeiden, ohne daß jedoch bereits bekannte, auf nicht mechanische Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl wirkende, eine Verschiebung des Zündzeitpunkts hervorrufende besondere Teile, wie Phasenschieber, verwendet werden müssen. Die Erfindung geht von der Kenntnis aus, daß die Größe der in der Zeiteinheit in einer Spule induzierten Spannung von der Geschwindigkeit abhängig ist, mit der ein bewegtes Teil den Luftspalt zwischen zwei Magnetpolen durcheilt. Je schneller das Segment umläuft, desto steiler ist damit die Kurve des Spannungsimpulses und desto früher überschreitet die in der Spule induzierte Spannung den Spannungspegel, der zum Auslösen des Zündimpulses maßgebend ist. Die Form des ZahnsegMentes hat dabei einen wesentlichen Einfluß auf die Form der Spannungsimpulskurve.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zahn zwischen den Schenkelenden des in einer Ebene senkrecht zur Scheibenebene angeordneten Hufeisenkerns hindurchläuft und die Vorderflanke des Zahns derart ausgebildet ist, daß sie von einer Stelle unterhalb des Zahnkopfes unter Verbreiterung des Zahnfußes an den Scheibenaußenrand anläuft, wobei durch die Formgebung der vorderen Absclilußkante der Zahnfußverbreiterung der funktionelle Zusammenhang zwischen Drehzahl der Motorwelle und dem Zündzeitpunkt berücksichtigt ist.
• Das parallel zur Rotationsachse magnetisierte Zahnsegment hat vorzugsweise eine Zahnform, die einem verzerrten Spiegelbild des positiven Kurventeiles der in der Spule induzierten Spannung entspricht.
• Die Zündvorrichtung zum Auslösen des Zündimpulses ist unmittelbar an die Spule angeschlossen. Es ist an sich bekannt, bei Magnetzündanlagen für Verbrennungskraftmaschinen an einer umlaufenden Scheibe gleichmäßig verteilt Zähne anzuordnen, die beim Umlauf in kurzen Abständen einen Magnetkreis schließen. Beim Schließen des Magnetkreises werden in einer oder mehreren Spulen Ströme induziert, die einen zwischen die Spulenzuleitungen geschalteten Kondensator aufladen. Der Kondensator liefert dann den Zündstrom, der nach Maßgabe eines Zündverteilers durch die entsprechende Zündkerze fließt.
• Es ist auch bekannt, den mechanischen Kurzschlußkontakt, der einem großen Verschleiß unterliegt, durch eine kontaktlose Regelvorrichtung zu ersetzen. Zu diesem Zweck wird an Stelle des mechanischen Kontaktes in den Stromkreis der Zündkerze ein Halbleiterwiderstand gelegt. Durch diesen Halbleiterwiderstand wird zu dem gewünschten Zündzeitpunkt ein magnetischer Fluß geleitet, der seinen Widerstandswert herabsetzt. Der magnetische Fluß wird dabei von einem Magneten erzeugt, der mit der Motorwelle umläuft und zur gewünschten Zündzeit seine Pole an einem Hufeisenkern vorbeiführt, an dessen einem Pol ein Halbleiterwiderstand anliegt. Eine drehzahlabhängige Zündzeitpunktverstellung ist in diesem bekannten Fall nicht vorgesehen bzw. ist lediglich mittels eines Fliehkraftreglers nahegelegt.
• Der Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der reibungslosen Steuerung zu sehen; die Vorrichtung unterliegt keinem mechanischen Verschleiß und ermöglicht die zeitlich genaue Abgabe der Zündimpulse.
• Im allgemeinen ist für jeden Verbrennungsraum ein Zahn vorgesehen. Da die in Betracht kommenden Motoren im allgemeinen mehrere Verbrennungsräume aufweisen, sind auch mehrere Zähne vorhanden, die dann auf einer oder mehreren Scheiben angeordnet sind, die mit der Drehzahl der Motorwelle umlaufen. Es ist jedoch auch möglich, nur einen Zahn zu verwenden, der dann mit einem der Anzahl der Verbrennungsräume entsprechenden Vielfachen der Motorwellendrehzahl umläuft.
• Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die F i g.1 und 2 zeigen eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einem an einer Scheibe angeordneten Zahn; Die F i g. 3 und 4 zeigen Stoßspannungskurven in -Abhängigkeit vom Drehwinkel bei der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2.
• Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist an einer Scheibe 1, die mit einer Motorwelle 3 einer Brennkraftmaschine umläuft, ein Zahn 5 angeordnet. Der Zahn 5 wird zwischen den Schenkelenden 6 des Hufeisenkernes 7 hindurchgeführt. Entweder der Hufeisenkern 7 oder der Zahn 5 bestehen aus dauermagnetischem Material. Ist der Zahn 5 magnetisch, dann verläuft seine Magnetisierung parallel zur Achse der Welle 3. Es können jedoch auch der Zahn 5 und der Hufeisenkern 7 magnetisiert sein. Tritt der Zahn 5 in den Luftspalt zwischen den Schenkelenden 6 ein, so wird in der Spule 9 eine Stoßspannung induziert, die zur Zündvorrichtung 11 weitergeleitet wird. In der Zündvorrichtung wird dann der Zündimpuls für die Zündkerzen 13 in dem Augnblick ausgelöst, in dem die Spannung in der Spule einen vorgegebenen Wert überschreitet.
• Die Kurvenform der von dem Zahn 5 induzierten Spannung hängt wesentlich von der Form des Zahnes 5 ab. Die Spannungskurve ist dem in F i g. 3 dargestellten Diagramm zu entnehmen, das die induzierte Spannung in Abhängigkeit vom Drehwinkel a der Scheibe 1 darstellt. Die Amplitude der Spannung steigt mit der Umlaufgeschwindigkeit der Motorwelle und der Scheibe 1 an. Bei einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit muß sich der Zahn 5 um einen bestimmten Winkel a1 zwischen den Schenkelenden 6 gedreht haben, damit die Spulenspannung die Auslösespannung UA der Zündvorrichtung erreicht. Bei größeren Umlaufgeschwindigkeiten ist der entsprechende Drehwinkel a2 bis zum Erreichen der Auslösespannung U,4 kleiner (F i g. 4). Es zeigt sich dabei, daß die Vorderflanke des Zahnes die Stoßspannung zur Zündauslösung bewirkt und daß die Form der Vorderflanke des Zahnes 5 unterhalb des Zahnkopfes 15 die Zündvorverstellung beeinflußt. Die Zahnform bestimmt damit den funktionellen Zusammenhang zwischen der Motordrehzahl und dem Zündzeitpunkt. Bei Mehrzylindermaschinen ist entweder auf einer oder auf mehreren Scheiben für jeden Zylinder ein Zahn vorgesehen. In diesem Fall ist die Scheibe :1 bzw. sind alle Scheiben starr mit der Kurbelwelle gekuppelt. Es ist jedoch auch möglich, die Welle der Scheibe 1 über ein übersetzungsgetriebe von der Kurbelwelle antreiben zu lassen. Wenn die übersetzung dann eine der Zylinderzahl entsprechende Erhöhung der Drehzahl der Zahnscheibe bewirkt, dann genügt ein Zahn.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Zündzeitpunktverstellung bei Brennkraftmaschinen, mit mindestens einem an einer umlaufenden Scheibe angeordneten Zahn, der beim Umlauf kurzzeitig einen Magnetkreis schließt, dessen Fluß über einen Hufeisenkern in einer Spule eine Stoßspannung induziert, wobei die in der Spule anwachsende Spannung zu dem Zeitpunkt an einer Zündvorrichtung das Auslösen eines Zündimpulses bewirkt, bei dem der Spannungspegel einen vorgegebenen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn zwischen den Schenkelenden des in einer Ebene senkrecht zur Scheibenebene angeordneten Rufeisenkernes hindurchläuft und die Vorderflanke des Zahns derart ausgebildet ist, daß sie von einer Stelle unterhalb des Zahnkopfes unter Verbreiterung des Zahnfußes an den Scheibenaußenrand anläuft, wobei durch die Formgebung der vorderen Abschlußkante der Zahnfußverbreiterung der funktionelle Zusammenhang zwischen Drehzahl der Motorwelle und dem Zündzeitpunkt berücksichtigt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (5) parallel zu seiner Rotationsachse (3) magnetisiert ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Scheibe (1) für jeden Verbrennungsraum ein Zahn (5) vorgesehen ist und alle auf einer oder mehreren Scheiben angeordneten Zähne mit der Drehzahl der Motorwelle umlaufen.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (5) mit einem der Anzahl der Verbrennungsräume entsprechenden Vielfachen der Motordrehzahl umläuft. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 958 971; deutsche Auslegeschrift Nr.1118 532; schweizerische Patentschrift Nr. 214 473; USA.-Patentschrift Nr. 2 953 719.