DE1216019B

DE1216019B - Device for speed-dependent ignition timing adjustment in internal combustion engines

Info

Publication number: DE1216019B
Application number: DEP30192A
Authority: DE
Inventors: Werner Ambrozus; Dipl-Ing Norbert Kirchner; Werner Schuette
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1962-09-18
Filing date: 1962-09-18
Publication date: 1966-05-05

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.Device for speed-dependent ignition timing adjustment in internal combustion engines The invention relates to a device for speed-dependent ignition timing adjustment in internal combustion engines, with at least one arranged on a rotating disk Tooth that briefly closes a magnetic circuit while rotating, its flow over a Horseshoe core in a coil induces an impulse voltage, which in the coil increasing voltage at the time on an igniter triggering a Ignition pulse causes the voltage level to exceed a specified value.

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.The most favorable ignition point for one in the combustion chamber of an engine compressed fuel-air mixture is not constant; rather, it fluctuates with it the engine speed and the load condition. To achieve optimal operating conditions and in particular To achieve good fuel economy, it is known to adjust the ignition timing in To be adjusted depending on the engine speed. Used for this adjustment one z. B. automatic governor. Manual adjustments are also common.

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.The known automatic centrifugal governors allow an approximate correct setting of the ignition timing; however, they work because of their mechanical Wear and tear as a result of inevitable friction between articulated Controller parts inaccurate. It is therefore difficult to achieve the desired functional relationship to be realized between the centrifugal governor and the ignition timing adjustment.

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.The invention is based on the problem described above to be avoided without, however, already known, in a non-mechanical manner in dependence special ones that act on the speed and cause a shift in the ignition point Parts such as phase shifters must be used. The invention is based on knowledge from that the magnitude of the voltage induced in a coil in the unit of time is the speed with which a moving part clears the air gap between rushed through two magnetic poles. The faster the segment goes around, the steeper it is thus the curve of the voltage pulse and the earlier it exceeds the in the Coil induced voltage is the voltage level required to trigger the ignition pulse is decisive. The shape of the tooth segment has a significant influence on the shape of the voltage pulse curve.

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.The object on which the invention is based is thereby achieved according to the invention solved that the tooth between the leg ends of the in a plane perpendicular to Disc plane arranged horseshoe core runs through it and the leading flank of the Zahns is designed such that it is from a point below the tooth head with widening of the tooth root starts at the outer edge of the disk, whereby through the shaping of the front end edge of the tooth base enlargement the functional Relationship between the speed of the motor shaft and the ignition point taken into account is.

Das parallel zur Rotationsachse magnetisierte Zahnsegment hat vorzugsweise eine Zahnform, die einem verzerrten Spiegelbild des positiven Kurventeiles der in der Spule induzierten Spannung entspricht.The tooth segment magnetized parallel to the axis of rotation preferably has a tooth shape that resembles a distorted mirror image of the positive part of the curve in corresponds to the voltage induced by the coil.

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.The ignition device for triggering the ignition pulse is immediate connected to the coil. It is known per se in magneto ignition systems for internal combustion engines to arrange evenly distributed teeth on a rotating disk, which during rotation close a magnetic circuit at short intervals. When closing the magnetic circuit Currents are induced in one or more coils, one between the coil leads Charging the switched capacitor. The capacitor then supplies the ignition current, the flows through the corresponding spark plug according to an ignition distributor.

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.It is also known, the mechanical short-circuit contact, the one subject to great wear and tear, to be replaced by a contactless control device. For this purpose, instead of mechanical contact in the circuit, the Spark plug placed a semiconductor resistor. This semiconductor resistance is at the desired ignition point a magnetic flux is conducted, which its resistance value belittles. The magnetic one Flux is created by a magnet which rotates with the motor shaft and its poles at the desired ignition time past a horseshoe core, one pole of which is a semiconductor resistor is present. A speed-dependent ignition timing adjustment is known in this Case not provided or is only suggested by means of a centrifugal governor.

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.The advantage of the device according to the invention is the smooth Control to see; the device is not subject to mechanical wear and tear enables the precise timing of the ignition pulses.

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.Generally one tooth is provided for each combustion chamber. Since the engines in question generally have several combustion chambers, there are also several teeth, which are then arranged on one or more discs that rotate at the speed of the motor shaft. However, it is also possible to use only one tooth, which then with one of the number of combustion chambers corresponding multiples of the motor shaft speed rotates.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail.

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.F i g.1 and 2 show a device according to the invention with a tooth arranged on a disk; The F i g. 3 and 4 show surge voltage curves in dependence on the angle of rotation in the device according to FIGS. 1 and 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.In the case of the FIGS. 1 and 2 shown device is on a Disk 1, which rotates with a motor shaft 3 of an internal combustion engine, a tooth 5 arranged. The tooth 5 is between the leg ends 6 of the horseshoe core 7 passed through. Either the horseshoe core 7 or the tooth 5 are made of permanent magnetic material Material. If the tooth 5 is magnetic, then its magnetization runs parallel to the axis of the shaft 3. However, the tooth 5 and the horseshoe core 7 can also be magnetized be. If the tooth 5 enters the air gap between the leg ends 6, then A surge voltage is induced in the coil 9, which is passed on to the ignition device 11 will. In the ignition device, the ignition pulse for the spark plugs 13 is then in the Instant triggered in which the voltage in the coil exceeds a predetermined value.

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.The waveform of the voltage induced by the tooth 5 depends largely on the shape of the tooth 5. The voltage curve is the same as in FIG. 3 shown The diagram shows the induced voltage as a function of the angle of rotation a of the disk 1 represents. The amplitude of the voltage increases with the speed of rotation the motor shaft and the pulley 1. At a certain speed of rotation the tooth 5 must be rotated through a certain angle a1 between the leg ends 6 so that the coil voltage reaches the trigger voltage UA of the ignition device. At higher rotational speeds, the corresponding angle of rotation is a2 up to Reaching the tripping voltage U, 4 is less (FIG. 4). It turns out that the The front flank of the tooth causes the surge voltage to trigger the ignition and that the shape the front flank of the tooth 5 below the tooth tip 15 the ignition advance influenced. The tooth shape thus determines the functional relationship between the engine speed and the ignition timing. For multi-cylinder machines, either one tooth is provided for each cylinder on one or more disks. In In this case the disk is: 1 or all disks are rigid with the crankshaft coupled. However, it is also possible to drive the shaft of the disc 1 via a transmission gear to be driven by the crankshaft. If the translation then one of the number of cylinders causes a corresponding increase in the speed of the pulley, then one tooth is sufficient.

Claims

Claims: 1. Device for speed-dependent ignition timing adjustment in internal combustion engines, with at least one arranged on a rotating disk Tooth that briefly closes a magnetic circuit while rotating, its flow over a Horseshoe core in a coil induces an impulse voltage, which in the coil increasing voltage at the time on an igniter triggering a Ignition pulse causes the voltage level to exceed a specified value, characterized in that the tooth between the leg ends of the in a plane perpendicular to the plane of the disk runs through the shoe core and the front flank of the tooth is designed such that it is from a point below the tooth head with widening of the tooth root starts at the outer edge of the disk, whereby through the shape of the front edge of the tooth base enlargement the functional Relationship between the speed of the motor shaft and the ignition point taken into account is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tooth (5) is parallel is magnetized to its axis of rotation (3).

3. Device according to the claims 1 and 2, characterized in that on the disc (1) for each combustion chamber a tooth (5) is provided and all arranged on one or more discs Teeth rotate at the speed of the motor shaft.

4. Device according to the claims 1 to 3, characterized in that the tooth (5) with one of the number of combustion chambers corresponding multiples of the engine speed rotates. Considered publications: German Patent No. 958 971; German Auslegeschrift No. 1118 532; Swiss U.S. Patent No. 214,473; U.S. Patent No. 2,953,719.