DE1908091A1

DE1908091A1 - Zuendschaltung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1908091A1
Application number: DE19691908091
Authority: DE
Inventors: Leslie Barnes
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1968-02-19
Filing date: 1969-02-18
Publication date: 1970-05-06
Also published as: FR2002156A1; GB1152296A; DE1908091C3; US3595212A; DE1908091B2

Description

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England Zündschaltung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündschaltung für das Zündsystem einer Brennkraftmaschine und stellt eine Verbesserung bzw. Weiterentwicklung der in der britischen Patentschrift 994 712 beschriebenen Erfindung dar.

Die britische Patentschrift 994 712 zeigt einen Zündkreis für ein Zündsystem einer Brennkraftmaschine, bei welchem ein erster und ein zweiter Entladekreis vorgesehen sind, wobei der erste Entladekreis betriebsmäßig dem zweiten Entladekreis über Zeitverzögerungsglieder zugeordnet ist, derart, daß im Betrieb bei Entladung des ersten Kreises durch diesen bewirkt wird, daß der zweite Kreis sich 1 bis 40 Millisekunden nach dem ersten entlädt. Sowohl der erste als auch der zweite Kreis sind mit einem Brennstoff zünder, z.B. einer Zündkerze, verbunden, so daß im Betrieb· die ersten und zweiten Kreise sich über die Elektroden der Zündvorrichtung entladen.

Der Zweck dieser Entladungsanordnung, gemäß welcher der erste Kreis vor dem zweiten Kreis entladen wird, besteht darin, "jegliche Brennstofflüssigkeitsschicht auf den Elektroden derZÜndvorrichtung aufzubrechen, so daß bei Entladung des zweiten Kreises der größte Teil der Energie benutzt werden kann, um einen Funken zwischen den Elektroden zu ziehen. Dadurch, daß

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die Anordnung derart getroffen wird, daß der erste Kreis nur soviel Energie entlädt, daß die Brennstofflüssigkeitsschicht aufgebrochen wird, die normalerweise im Betrieb auf den Zünd= elektroden befindlich ist, kann die Gesamtenergie, die pro "Funken" verbraucht wird (d.h. die Gesamtenergie_s die durch den ersten und zweiten Kreis verbrauoht wird), geringer sein als bei einem herkömmlichen Zündsystem_s bei welchem ein einziger elektrischer Zündimpuls zwischen den Zündelektroden gezogen wird.

Bei der in der britischen Patentschrift 994 712 beschriebenen Zündschaltung sprengte jedoch der von dem ersten Entladekreis erzeugte "Vorlauffunke" nur den Brennstoff von den Elektroden los, so daß der "Hauptfunke", der durch den zweiten Entladekreis erzeugt wurde, danach eine Zündung von Brennstoff bewirken konnte, der der Brennkammer in der üblichen Weise zugeführt wurde.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß wesentlich verbesserte Ergebnisse erlangt werden könniiij, wenn der zweite Kreis sich in einem Abstand von weniger als einer Millisekunde nach dem ersten Kreis entlädt, da der Brennstoff, der von dem Vorlauffunken losgesprengt wird, dann durch den Hauptfunken unmittelbar gezündet wird, woraus sich eine "Wanderflamme" ergibt, die den der Brennkammer zugeführten Brennstoff zündet.

Die Erfindung geht aus von einer Zündschaltung für ein Zündsystem für Brennkraftmaschinen mit einem ersten und einem zweiten Entladekreis, wobei der erste Entladekreis betriebs- , mäßig mit dem zweiten Entladekreis über eine Verzögerungsschaltung derart verbunden ist, daß im Betrieb die Entladung des ersten Entladekreises eine Entladung des zweiten Ladekreises mit einer Zeitverzögerung bewirkt.

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Vorzugsweise beträgt die Wmt-r®rz&gß'mms zwischen 250 und »see.

Es können erste uad sw@ife@ I^dewrifletifeiOTgen vorgesehen sein, um eine .getrennte Ladusig a®s ersten hzm° zweiten Bntladekreises zu bewirken«, so daß erforderliclienfalls nur ©iner der Entladekreise geladen werden kann.

Die erste und zweite Ladevorrichtung ist vorzugsweise derart» daß die Entladeimpulse iss wesentlichen die gleiche Energie aufweisen. .

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 zwei aufeinanderfolgende elektrische Stromimpulse, die

durch die erfindungsgemäße Zündschaltung erzeugt wurden, Flg. 2 ein Schaltbild der Zündschaltung nach der Erfindung, Figo J ein Schaltbild einer abgewandelten Form der Zündschaltung.

Die beiden Impulse 5*6 gemäß Flg. !dienen, wenn sie zwischen die Elektroden einer BrennstoffunkenzUndvorrichtung gelangen, zur Erzeugung eines Voriauffunkesis, der Jeglichen flüssigen Brennstoff von den Zündelektrode^ lossprengt bzw. eines Hauptfunkens, der eine sofortige Zündung dieses losgesprengten Brennstoffs bewirkt und daher eine Manderflamme bildet, die den der Brennkammer zugeführten Brennstoff zündet. Der Impuls 6 erscheint zeitlich nach dem Impuls 5, aber die Zeitverzögerung beträgt weniger als eine Millisekunde (und er tritt vorzugsweise 250 bis 270/usec später auf). Die m? "imale Amplitude des Impulses 5 ist, wie aus der Zeichnung vi^Iehtlich, kleiner und etwa halb so groß wie die Amplitude des Impulses 6.

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Bei einem Versuchsbeispiel wurde eine Zündkerze der "Ausneh- y mungs-Spalt-Bauart" benutzt« d.h. eine Zündkerze mit einer hohlen äußeren Elektrode« einer inneren Elektrode« die mit dem Ende der äußeren Elektrode fluchtet, und halbleitermaterial in der Ausnehmung zwischen den Elektroden. Hierbei wurde der Brennstoff in befriedigender Weise von den Zündelektroden losgesprengt, wenn die Energie des Impulses 5 einen Minimalwert von 0,4 Joul besaß. Bei einer Zündkerze der "Flush-fire"-Bauart, d.h. bei einer Zündkerze, bei der die beiden Elektroden und das Halbleitermaterial fluchtend aufeinander ausgerichtet sind, würde weniger Energie erforderlich sein, um den Brennstoff von den Zündelektroden in befriedigender Weise loszusprengen. Die Erfindung ist Jedoch insbesondere anwendbar auf Zündkerzen der ¹¹AuS-nehmungs-Spalt-Bauart", da die Ausnehmung der letzteren mehr Brennstoff ansammeln kann als es bei einer Zündkerze der letztgenannten Bauart möglich ist und es kann daher eine größere Wanderflamme erzeugt werden.

Die Zündschaltung gemäß Fig.2 zeigt einen ersten Zünderζeugungskreis mit Gleichrichter b, Kondensator 9 und einer Niederdrückgasentladungsröhre 10 und einem zweiten Funkenerzeugungskreis mit Gleichrichter 11, Kondensator 12 und Niederdruckgasentladungs^ röhre 13« Die Durchbruchsspannung der Röhre 13 ist vorzugsweise größer als jene der Röhre 10. Der Gleichrichter & ist an eine Hochspannungswechselstrom- oder Pulsationsquelle 14 angeschlossen und zwischen einem Punkt 15 der Schaltung und einer Erdverbindung 16 liegt ein Kondensator 9. Der Gleichrichter 11 ist zwischen die Schaltungspunkte 15 und 2o geschaltet, während der Kondensator 12 zwischen den Schaltungspunkt 26 und die Erdverbindung 16 geschaltet ist. Erster und_ zweiter Kreis sind an einem Schaltungspunkt 17 miteinander verbunden, der seinerseits mit einer Elektrode 1& eines Brennstoffunkenzünder& 19 verbunden ist, der eine zweite Elektrode 20 aufweist, die mit Erde bzw» > Masse verbunden ist. Parallel zu der Funkenstrecke 16 - 20

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liegt ein Schaltungselement mit hohem Widerstand, z.B. ein Halbleiter.

Der erste Kreis ist betriebsmäßig dem zweiten Kreis über eine Zeitverzögerungsschaltung zugeordnet, die eine elektromagnetische Kopplung in Gestalt eines Transformators 23 und eine Zeitverzögerungsstufe 22 aufweist. Diese Stufe 22 ist mit einer Elektrode 24 der Gasentladungsröhre 13 verbunden, die außerhalb der Röhre liegt und zwar zwischen den beiden anderen Elektroden, die in dem zweiten Kreis liegen.

Im Betrieb werden bei Anschaltung der Hochspannungsquelle beide Kondensatoren 9 und 12 über die Gleichrichter 6 geladen. Der Kondensator 12 wird zusätzlich über dem Gleichrichter 11 geladen. Der Kondensator 12 hat eine beträchtlich größere Kapazität als der Kondensator 9· Die Spannung an den Sehaltungspunkten 15 und steigt progressiv an und wenn die Spannung über der Gasentladungsröhre 10·die Durchbruchsspannung erreicht hat, dann entlädt sich der Kondensator 9 über die Röhre 10, die Primärwicklung des Transformators 25 und über die Elektroden l8,20 der, Zündvorrichtung. Dieser Impuls ist der Impuls 5 (Fig.l) und er dient dazu, den Vorlauffunken zu bilden, der den Brennstoff von den Elektroden 1.8, 20 lossprengt. Der Gleichrichter 11 verhindert eine Entladung des Kondensators 12 über die Röhre 10, wenn letztere leitfähig ist. Der durch die Primärwicklung des Transformators 23 fließende Strom bewirkt das Auftreten eines Spannungsimpulses an der Elektrode 24 mit einer Zeitverzögerung, die durch den Transformator 23 und die Verzögerungsstufe 22 bestimmt wird. Der Transformator 23' trägt damit zur Zeitverzögerung bei, die geringer als eine Millisekunde ist. Dieser Spannungsimpuls bewirkt, daß die Röhre 13 leitfähig wird und der Kondensator 12 entlädt sich über der Röhre 13 und bildet den Hauptfunken zwischen:den Elektroden 18,20 der Zündvorrichtung. Der Stromimpuls, der in dem zweiten Kreis auftritt, wenn der Hauptfunken gebildet wird, ist der Impuls 6 (Pig.l). Die in Fig.3 dargestellte abgewandelte Zündschaltung ent-

spricht im Wesentlichen jener nach Fig.2 und aus diesem Grunde werden nicht alle Einzelheiten nochmals wiederholt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der Zündschaltung gemäß Fig.3 wird jedoch der Kondensator 12 aus einer getrennten Hochspannungsquelle 30 über einen Gleichrichter 31 geladen und nicht, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2. von der Hochspannungsquelle 14 aus über die Gleichrichter δ und 11. Auf diese Weise werden erster und zweiter Kreis über getrennte Schaltmittel aufgeladen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die beiden erzeugten Funken eine gleiche Energie von z.B* 6 Joul haben.

Gemäß Fig.3 werden die beiden Hochspannungsquelle 14 und 30 für normalen Start benutzt. Für den weiteren Anlauf,' z.B. beim Starten des Flugzeuges und bei warmem Motor, wird nur die Hochspannungsquelle 14 benutzt.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

• me ·· ■· ·· ·· β cc β a ■ ■·· · a Patentansprüche:

1. Zündschaltung für das Zündsystem von Brennkraftmaschinen mit erstem und zweitem Entladekreis, wobei der erste Entladekreis betriebsmäßig dem zweiten Entladekreis über eine Zeitverzögerungsstufe derart zugeordnet ist, daß im Betrieb die Entladung des ersten Kreises eine Entladung des zweiten Kreises mit Zeitverzögerung bewirkt,

dadurch g. ekennzeichnet, daß der zweite Kreis (11-13) weniger als eine Millisekunde nach Entladung des ersten Kreises (8-10) zur Entladung veranlaßt wird.

2. Zündschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeich η e t , daß der zweite Kreis (11-13) eine Entladung 2f>0 bis '750/usec nach dem ersten Kreis (8-10) bewirkt.

3. Zündschaltung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß erste und zweite Ladevorrichtungen vorgesehen sind« um die ersten und zweiten Entladekreise getrennt aufzuladen» wobei« falls erforderlich, auch nur einer der beiden Kreise aufgeladen wird.

4. ZUndi£§ll2igⁿ⁶ nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Ladevorrichtung (14,6,30,31) derart sind, daß die dadurch erzeugten Entladeimpulse (5,6) im wesentlichen die gleich© Energie haben.

5. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet« daß sowohl der erste als auch der äwsite Kreis derart mit einem Brennstoffunkenzünder verbunden sind, daß im Betrieb der erste und zweite Kreis zwischen den Elektroden des Zünders entladen wird.

0 0 9819/1242 original inspected·/.

6. Zündschaltung nach Anspruch 5# '

dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Zündvorrichtung von der "Ausnehmungs-Spalt"-Bauart 1st. "■-.-...-■

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