DE2002310A1

DE2002310A1 - Zuendanlage fuer Brennkraftmaschinen mit Wechselstromgenerator

Info

Publication number: DE2002310A1
Application number: DE19702002310
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl-Ing Wesemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-01-20
Filing date: 1970-01-20
Publication date: 1971-08-12
Also published as: FR2075066A5; ES387143A1; US3704700A; SE377599B

Description

R. 9752 ¥s/Hf
15-1.1970

Anlage zur

^^.»«4->.^ί-;τ#·^ Aniaeldung

R O BERT BOSC H GIfBH, 7 Stuttgart j, Breitscheidstr,4

Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit Wechselstromgenerator

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem Kondensator, der durch einen Wechselstromgenerator geladen und im Zündzeitpunkt durch ein elektronisches Schaltelement über die Primärwicklung einer Zündspule entladen wird, an deren Sekundärwicklung eine Zündkerze angeschlossen ist»

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Robert Bosch GmbH R. 9752 Vs/Hf

Stuttgart

Bei derartigen Zündanlagen ist es erforderlich, das elektronische Schaltelement - zumeist einen Transistor oder einen Thyristor bzw. Triac - im Zündzeitpunkt durch eine Steuerspannung stromleitend zu machen. Es ist bekannt, die zu diesem Zweck erforderliche Steuerspannung an einer Batterie oder einem Generator abzunehmen und sie im Zündzeitpunkt durch einen mechanischen oder elektronischen Steuerschalter an die Steuerelektrode des Transistors oder des Thyristors anzulegen. Es ist ferner bekannt, die Steuerelektrode eines Thyristors an einen magnetischen Impulsgeber anzuschließen, der im Zündzeitpunkt einen Spannungsimpuls abgibt, der den Thyristor stromleitend macht.

Diese Lösungen haben Jedoch den Nachteil, daß dabei besondere und zum Teil störanfällige Einrichtungen erforderlich sind um die Steuerspannung zu erzeugen bzw. sie auf die Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes zu schalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei wechselspannungsgespeisten Kondensatorzündanlagen die Steuerspannung dem Ladestromkreis des Kondensators zu entnehmen und sie ohne besondere Schalteinrichtungen der Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes zuzuführen.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein Widerstand vorgesehen, der mit dem vom Wechselstromgenerator aufzuladenden Kondensator in Reihe geschaltet ist und an dem die Steuerspannung für das elektronische Schaltelement abgenommen wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bietet ein veränderlicher Widerstand, an dem eine nach Betrag und Phase variable Steuerspannung abgenommen werden kann, die eine Zündzeitpunktverstellung durch die Änderung der Steuerspannung bewirkt.

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Ein Ausführung-steispiel der Erfindung ist. in der Zeichnung dargestellt. Es. zeigt:

Fig. 1 eine, Schaltung einer wechselstromgespeisten Kondensator Zündanlage, für eine. Einzylinder-Zvieitakt-Brennkr aftmaBchine, . .

Pig. 2 ein Vektordiagramm, der Spannung am Kondensator, am . * ■ Widerstand.und amLadeanker des Generators sowie den Ladestrom und . ,-.„

Tig. 5 den seitlichen Verlauf der in Fig. 2 gezeichneten Ströme und Spannungen. ■

Die in Fig. 1 gezeichnete Zündanlage wird von'einem Hagnetgenerator 1Ö\ gespeist, in dessen Ladewi cklung 11 durch ein von ,: der Brennkraftmaschine angetriebenes Sch\iungrad 12> mit Dauermagneten eine Wechselspannung induziert wird. Die Ladewicklung 11 ist über eine Leitung IJ mit einem Kondensator 14- sowie mit je einem Ende der Primärwicklung 15 und der Sekundärwicklung 16 einer Zündspule 17 verbunden. An die Sekundärwicklung 16 ist ein Zündkabel 18 mit einer Zündkerze 19und an das andere Ende der Primärwicklung 15 eine Leitung 20 mit einem Thyristor 21 anodenseitig angeschlossen. Kathodenseitig ist der Thyristor 21 durch eine Leitung25 mit dem Kondensator 1^- sowie mit einem Widerstand 22 verbunden, der mit dem Kondensator IA- in Reihe, geschaltet und durch eine Leitung,^ an die Ladewäcklung 11 des Nagnetgenerators 10 angeschlossen ist. Die Steuerspannung für die Steuerelektrode 26 des Thyristors 21 ist durch eine Leitung 24 an dem durch die Leitung 23 mit der Ladewicklung 11 verbundenen Ende des Widerstandes 22 abgenommen.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird in der Ladewicklung 11 den⁷ Magneto;encrators 10 eine Wechselspannung induziert, die

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bei gesperrtem Thyristor 21 in dem Kondensatorladestromkreis mit dem Widerstand 22 einen Strom zur Folge hat, der in seiner Größe und Richtung vom Gesamtwiderstand im Ladestromkreis abhängig ist. Fig. 2 zeigt ein Vektor-Diagramm dieses Stromes und der Spannungen im Ladestromkreis. Der in der Ladewicklung 11 induzierte positive Momentanwert der Wechselspannung U-r ist z.B. 150 V. Diese Spannung Ux hat im Ladestromkreis durch den Widerstand 22 von etwa ^O Jl und den Kondensator 14 von 1/uF einen ihr um etwa 82° voreilenden Ladestrom I^ von etwa 200 mA zur Folge. Die am Widerstand 22 abfallende Spannung U-^ von etwa 10 V liegt mit dem Strom I-r in Phase. Die Spannung U am Kondensator beträgt ca. 148 V; sie eilt der Spannung U^ um 90° bzw. der Spannung U-j- um 8° nach.

Der Speicherkondensator 14 wird mit der Frequenz der Wechselspannung Ut der Ladewicklung 11 geladen und entladen. Um an der Zündkerze 19 eine maximale Zündspannung zu erhalten, ist es erforderlich, den Kondensator 14 möglichst im Bereich des Höchstwertes der auftretenden positiven Kondensatorspannung Uq durch den Thyristor 21 über die Primärwicklung 15 der Zündspule 17 zu entladen. Das wird erreicht, indem der negative Betrag der am Steuerwiderstand 22 abfallenden Spannung U_ß zur Steuerung des Thyristors 21 verwendet wird.

In Fig. 3 ist auf der oberen Zeitachse t_* der zeitliche Verlauf des Stromes und der Spannungen im Ladestromkreis der Zündanlage nach Fig. 1 und auf der unteren Zeitachse Jb₀ der Verlauf der Steuerspannung U . des Thyristors 21 dargestellt. Da die Steuerspannung U₃^. von der Kathodenseite des Thyristors 21 her gemessen wird, hat sie den negativen Betrag der in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Spannung U_R am Widerstand Die Steuerspannung U^ wird daher kurzzeitig nach dem Erreichen des Maximums der striclrpunktiert eingezeichneten

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Kondensatorspannung U positiv und erreicht zum Zündzeitpunkt Zzp die Ansprechspannung U von 1,5 Volt des Thyristors 21. Sie steuert diesen sodann augenblicklich in den stromleitenden Zustand. Vie Pig. 3 zeigt, ist die Spannung TJ_ am Kondensator

zu diesem Zeitpunkt noch im. Bereich des Maximums, so daß die volle in ihm gespeicherte elektrische Energie durch den Thyristor 21 über die Primärwicklung 15 der Zündspule 17 entladen wird. Dadurch wird in der Sekundärwicklung 16 der Zündspule 17 eine Hochspannung induziert, die an der Zündkerze 19 einen ersten Zündfunken zur Folge hat. Da im Zeitpunkt der Entladung des Spei eher kondensator s 14 an der Ladewicklung 11 noch eine positive Spannung U-r zur Verfügung steht, wird der jjj Kondensator 14 unmittelbar nach dieser Entladung wieder aufgeladen und in einer Nachzündung IJz mit einem oder mehreren Zündfunken mit rasch abklingender Energie wieder entladen. Sie Ladung und Entladung des Kondensators 14 wiederholt sich mit Qeder Periode der in der Ladewicklung 11 des Hagnetgenerators 10 induzierten Vechselspannung; die Zündung erfolgt daher mit der von der Motordrehzahl abhängigen Frequenz der Generatorspannung. .

Um im oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine Überschreitung der zulässigen Steuerspannung am Thyristor 21 zu vermeiden, ist der Widerstand 22 als spannungsäbhängiger Wider- m stand (VDE) ausgebildet. Eine Verstellung des Zündzeitpunktes, z.B. in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Belastung der Brennkraftmaschine wird dadurch erreicht, daß der Widerstand 22 verstellbar ist. Er kann dabei als komplexer Widerstand mit einem ohmsehen, kapazitiven und/oder induktiyeÄ Anteil ausgebildet sein. Durch Veränderung seines Widerstandswertes wird der Betrag und die Phase der Spannung Ujv am Widerstand verändert und damit der Zündzeitpunkt Zzp verschoben, zu dem die St euer spannung U , die Ansprechspannung TJ des Thyristors 21 erreicht. Ferner ist es im Rahmen der Erfindung auch

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möglich, einen Halbleiter, z.B. eine Zenerdiode als Widerstand zu verwenden.

Bei der konstruktiven Ausgestaltung der Baueleme" se ist es zweckmäßig, Kondensator 14, Thyristor 21 und Wide rstand 22 zu einem auswechselbaren Bauteil zusammenzufassend Gemäß dem Schaltungsaufbau kann dabei der mit der Ladewicklung 11 des Magnetgenerators 10 verbundene Anschluß des Kondensators sowie je ein Ende der Primär- und der Sekundärwicklung der Zündspule 17 an Masse liegen, so daß die Verbindungsleitung zwischen der Zündspule 17, dem Kondensator 14 und dem Magnetgenerator 10 wegfällt.

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Claims

Robert Bosch GmbH *T R. 9752 Vs/IIf Stuttgart 15.1 Ansprüche '■" . ■

1.JZündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem Kondensator, ~" der durch einen Wechselstromgenerator geladen xnd im Zünd-. Zeitpunkt durch ein elektronisches Schaltelement über die . Primärwicklung einer Zündspule entladen wird, an deren Sekundärwicklung eine Zündkerze angeschlossen ist, gekennzeichnet durch einen Widerstand (22), der mit dem vom .jjj Wechselstromgenerator (10) aufzuladenden Kondensator. in Reihe geschaltet ist und an dem die Steuerspannung g für das elektronische Schaltelement (21) abgenommen wird.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Betrag der am Widerstand (22) abfallenden Spannung (Up) zur Steuerung des Thyristors (21) verwendet wird. . : : .- :

3» Zündanlage nach.Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen mit der Primärwicklung (15) der Zündspule (1?) in Reihe liegen den Thyristor (21) der anodenseitig an die Primarviicklung (15) und kathodenseitig an die Verbindung zwisehen Kondensator (14) und Widerstand (22)..angeschlossen ist und dessen Steuerelektrode (26) mit dem an den Generator(10)ängeschlossenen Ende des Widerstandes (22) elektrisch leitend verbunden ist* ·

TO 9 8 337ä96B

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4. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (22) spannurgsabhängig ist.

5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand in Betrag und Phase verstellbar ist.

6. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand einen ohmschen, kapazitiven und/oder induktiven Anteil hat.

7. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensator (14·) und Widerstand (22) mit je einem Anschluß der Ladewicklung (11) des Hagnetgenerators (10) unmittelbar elektrisch leitend verbunden sind.

8. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ladewicklung (11) des Magnetgenerators (10) verbundene Kondensatoranschluß sowie je ein Ende der Primär- und Sekundärwicklung der Zündspule (17) an Masse liegen.

9. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensator (14), Thyristor (21) und Widerstand (22) zu einem auswechselbaren Bauteil zusammengefaßt sind.

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