DE2418265A1

DE2418265A1 - Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2418265A1
Application number: DE2418265A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Ishida
Original assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1974-04-16
Publication date: 1974-11-07
Also published as: US3870028A; DE2418265C2

Description

Dr. E. Wiegand. Olpl.-Ing. W. Weniann Or. M. Ksfeler. Dlpl.-fog. C. eernhardt

Patentanwälte Hamburg 50 - Königstra&e 28

25973/73 20/Hh

Diamond Electric MFG.Co., Ltd. Osaka (Japan)

Zündanlage für Brennkraftmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen, und insbesondere auf solche Zündanlagen, welche nach dem Prinzip der Entladung eines Kondensators arbeiten und eine Gleichspannungsquelle, einen Zündtransformator, einen Thyristor, einen Kondensator, einen Transistor und einen Schwinger aufweisen.

In einer derartigen Anlage nach der Erfindung wird der Kondensator durch den Thyristor, den Transistor und über die Primärwicklung des Transformators entladen, wenn der Transistor und der Thyristor zur gleichen Zeit leitend gemacht sind, und zwar im Ansprechen auf das Vorhandensein eines Impulses vom Schwinger. Der Kondensator wird dann durch eine in der Primärwicklung des Transformators erzeugte gegenelektromotorische Kraft im Ansprechen auf das darauffolgende Abschalten des Transistors geladen.

Die Erfindung bezieht sich auf Zündanlagen für Brennkraftmaschinen und insbesondere auf eine Zündanlage derjenigen

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Art, welche die Entladung eines Kondensators zur Zündung des Brennstoffs einsetzt.

In bekannten Zündanlagen für Brennkraftmaschinen, welche eine Zündspule einsetzen, ist eine Gleichspannungsquelle mit der primären Wicklung der Zündspule über einen Unterbrecherkontakt verbunden, um einen Stromfluß durch die Primärwicklung der Zündspule herbeizuführen, während der Unterbrecherkontakt sich in seiner geschlossenen Stellung befindet, und dieser Stromfluß wird durch das Öffnen des Unterbrecherkontakts in Synchronismus mit der Zündsteuerung der Brennkraftmaschine unterbrochen, so daß eine hohe Spannung, welche in der sekundären Wicklung der Zündspule als Ergebnis des Öffnens des Unterbrecherkontaktes induziert wird, zum Herbeiführen einer Durchbruchentladung in einem Zündstecker eingesetzt werden kann, welcher mit der sekundären Wicklung des Transformators verbunden ist, üb dadurch den Brennstoff zu zünden. Jedoch hat sich die bekannte oben beschriebene Zündanlage als nachteilig und fehlerhaft erwiesen, und zwar dadurch, daß die Dauer der Durchbruchentladung verhältnismäßig kurz' ist und die Zündbedingungen leicht nachteilig durch Veränderungen der Last der Haschine beeinflußbar sind, zufolge der Tatsache, daß die Energiemenge, welche für die Zündung geliefert wird, verhältnismäßig klein ist. Die bekannte Zündanlage ist weiterhin insofern fehlerhaft, als, wenn der Elektrodenteil des Zündsteckers außergewöhnlich verschmutzt ist, die Bedingungen für einen Durchbruch oder Zündfunken schlecht sind, und dies führt zum Versagen des richtigen Zündens oder zu unvollständiger Verbrennung des Kraftstoffs, welches wiederum Anlaß gibt zu inierwünschter Verunreinigung der atmosphärischen Luft.

Eine Zündanlage derjenigen Art, die Kondensatorentladung einsetzt, ist kürzlich entwickelt worden. Diese Zündanlage ist insofern vorteilhaft, als die Zündung im wesentlichen frei von Verunreinigungen des Elektrodenteils des

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Zündsteckers ist, was eine Folge der Tatsache ist, daß die Sekundärspannung verhältnismäßig rasch auf einen vorher bestimmten Pegel ansteigt. Jedoch ist diese Zündanlage insofern nachteilig, als die Dauer der Durcfrbruchentladung und die durch die Durchbruehentladung gelieferte Energie bestimmte Grenzen aufweisen· Ein weiterer Nachteil dieser Zündanlage .beruht auf der Tatsache, daß komplizierte und teure Mittel, beispielsweise ein Schwinger und ein Konverter, erforderlich sind, wobei die- Gesamtgröße und das Gesamtgewicht der Zündanlage unvermeidbar größer werden.

Im Hinblick darauf, daß derartige Nachteile bekannter Einrichtungen beseitigt werden sollen, ist ein Zweck der Er-. findung, eine neue und verbesserte Zündanlage vom Eondensa— torentladungstyp für Brennkraftmaschinen zu schaffen, welche betriebssicher Entladungen und Funken erzeugt, ohne daß sie merkbar nachteilig durch Verunreinigung des Zündsteckers oder durch Lastbedingungen der Maschine beeinflußt wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine Zündanlage des oben beschriebenen Typs zu schaffen, in welcher die Durchbruehentladung für eine verlängerte Zeitperiode anhält und die zur Zündung gelieferte Energie erhöht werden kann, um eine betriebssichere Zündung des Brennstoffs zu erreichen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Zündanlage des oben beschriebenen Typs zu schaffen, welche in ihren Abmessungen klein, in ihrem Gewicht gering und im Aufbau kompakt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert«

Fig. 1 ist ein Stromkreisdiagramm einer Ausführungsform einer Zündanlage gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Stromkreisdiagramm einer anderen Ausführungsform einer Zündanlage gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Zündanlage gemäß der Erfindung gezeigt, welche eine Gleich-

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stromquelle mit der Spannung V„ von beispielsweise 12 V aufweist, welche über einen Hauptschalter MS mit einem Widerstand r^ verbunden ist. Dieser Widerstand r, ist durch einen Unterbrecherkontakt K mit Erde verbunden, welcher in Synchronismus mit der Drehung einer Brennkraftmaschine geöffnet und geschlossen wird. Der Hauptschalter MS ist durch eine Diode D. mit dem einen Ende einer primären Wicklung N₁ eines Zündtransformators TR und mit dem einen Ende einer sekundären Wicklung N₂ des Zündtransformators TR verbunden.

Die primäre und sekundäre Wicklung N, und N„ des Zündtransformators TR sind verhältnismäßig eng miteinander verkoppelt, wie es beispielsweise für eine Zündspule eines Kraftfahrzeuges üblich ist. Das andere Ende der primären Wicklung N₁ ist durch einen Kollektor—Emitter—Strompfad eines Transistors Q₁ geerdet. Das andere Ende der sekundären Wicklung N₂ ist durch einen Zündstecker P, wie es in der Technik üblich ist, geerdet. Die Verbindungsstelle oder der Knotenpunkt 10 zwischen dem Widerstand r, und dem Unterbrecherkontakt K ist mit einem Eingangsanschluß eines Oszillators OSZ verbunden, welcher zwei Ausgangsanschlüsse aufweist. Der erste Ausgangsanschluß des Oszillators OSZ ist mit der Basis des Transistors Q₁ verbunden, und der zweite Ausgangsanschluß des Oszillators OSZ ist über einen Kondensator C„ mit dem einen Ende eines Widerstandes r„ und mit dem einen Anschluß einer Diode D„ verbunden. Das andere Ende des Widerstandes r„ ist mit dem Hauptschalter HS verbunden.

Ein Thyristor Q₂ und ein Kondensator C₁ sind zueinander in Reihe zwischen Erde und einem Knotenpunkt 12 zwischen der Diode D₁ und dem Zündtransformator TR geschaltet, und der Thyristor Q₂ ist in entgegengesetzter Richtung zur Vorwärtsrichtung der Diode D₁ angeordnet. Die Steuerelektrode des Thyristors Q₂ ist mit der anderen Elektrode der Diode D„ verbunden· Eine weitere Diode D- ist zwischen einen Knoten lh zwischen dem Thyristor Q₂ und dem Kondensator C₁ und dem

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Knoten Ιό zwischen der primären Wicklung N. des Zündtransformators TR und dem Kollektor des Transistors Q₁ geschaltet* Die Vorwärtsrichtungen dieser Dioden und des Transistors sollten so festgelegt werden, um diese an die Arbeitsweise, wie sie unten beschrieben wird, anzupassen. Für den Oszillator OSZ kommt irgendein zweckmäßiger Typ infrage, der einen Impuls erzeugen kann, welcher eine vorherbestimmte, festgelegte Pulslänge T^ bei jeder Zündsteuerung aufweist, d.h. jedesmal, wenn der Kontakt K in seine offene Stellung gebracht wird.

Die Zündanlage gemäß der Erfindung hat den in Fig. 1 gezeigten Aufbau und arbeitet in der unten beschriebenen Arbeitsweise. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß der Hauptschalter HS eingeschaltet ist, wenn der Unterbrecherkontakt K sich in seiner geschlossenen Stellung befindet. Der Spannungsabfall über den Kontakt K ist vernachlässigbar klein und daher ist der Oszillator OSZ im entregten Zustand, und der Transistor Q, verbleibt in seinem nichtleitenden Zustand. Strom wird von der Gleichspannungsquelle mit der Speisespannung V„ zu dem Kondensator C. durch den Stromweg geliefert, welcher den Hauptschalter HS, die Diode D., die primäre Wicklung IiL des Transformators TR, die Diode D- und den Kondensator C. umfaßt, wobei ein Strom auf dieser Strombahn dazu führt, daß der Kondensator C^ auf im wesentlichen das Niveau der Speisespannung in der dargestellten Polarität aufgeladen wird.

Obwohl die Speisespannung gleichzeitig von der Spannungsquelle zur Steuerelektrode des Thyristors Q₂ durch den Widerstand r„ und die Diode D₂ angelegt wird, ist diese Spannung gegenüber dem Thyristor Q₂ zufolge der Tatsache unwirksam, daß die Potentialdifferenz über den Thyristor Q₂ zu derjenigen in der normalen Richtung entgegengesetzt ist. Weiterhin wird der Kondensator C₂ in der dargestellten Polarität durch den Strom geladen, welcher von der Spannungsquelle durch den Stromweg geliefert wird, welcher den Widerstand r₂, den

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Kondensator C«, und den Oszillator OSZ umfaßt.

Die Maschine beginnt sich' in dem Zustand zu drehen, in welchem die Kondensatoren C. und C₂ in. der oben beschriebenen Art und Weise geladen sind. Wenn der Unterbrecherkontakt K in seine offene Stellung in Synchronismus mit der Drehung der Maschine gebracht wird, erscheint ein Impuls mit einer vorher bestimmten Pulslänge T₁, wie oben beschrieben, andern ersten Ausgangsanschluß des Oszillators OSZ, und der Transistor Q₁ ist im Ansprechen auf das Anlegen des Oszillatorausgangs an seine Basis leitend. Demgemäß fließt ein Strom von der Gleichspannungsquelle durch den Stromweg, welcher die Diode D-, die primäre Wicklung N₁ des Transformators TK und den Transistor Q₁ zur Erregung des Transformators TR mit einschließt. Der an dem zweiten Ausgangsanschluß des Oszillators OSZ erscheinende Ausgangsimpuls wird zur gleichen Zeit an den Kondensator C₂ angelegt, so daß eine Steuersignalspannung an die Steuerelektrode des Thyristors Q₂ durch die Diode D₂ angelegt wird. Jedoch verbleibt der Thyristor Q₂ noch im nicht leitenden Zustand, und zwar zufolge der Tatsache, daß die Potentialdifferenz parallel zu seinen Anschlüssen entgegengesetzt zu derjenigen in der normalen Richtung ist«

Bei Beendigung der Erzeugung des ersten Impulses vom Oszillator OSZ wird der Transistor Q₁ nicht leitend gemacht, wodurch der Stromfluß durch die primäre Wicklung N₁ des Transformators TR unterbrochen wird. Demgemäß wird eine hohe Spannung in der sekundären Wicklung N₂ des Transformators TR induziert und eine Durchbruch- bzw. Funkenentladung tritt in dem Zündstecker P wie in bekannten Zündanlagen auf. Zur gleichen Zeit wird eine elektromotorische Gegenkraft in der primären Wicklung N₁ zufolge einer Streuinduktivität erzeugt, und ein Strom fließt durch die Diode D_, um den Kondensator C₁ auf einen Pegel von beispielsweise 200 V aufzuladen, um dadurch die Richtung der Potentialdifferenz parallel zum Thyristor Q₂ umzukehren. Weiterhin wird der Kondensator C₂

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wiederum in der dargestellten Richtung aufgeladen. -

In diesem Zusammenhang sollten zwei Punkte erwähnt werden. An erster Stelle, obwohl eine verhältnismäßig hohe Spannung von beispielsweise 15 kV erforderlich ist, um die Funken- bzw. Durchbruchentladung an dem Zündstecker P einzuleiten, kann die zum Aufrechterhalten der Funkenentladung nach der Zündung einer derartigen Entladung erforderliche Spannung verhältnismäßig niedrig sein oder von der Größenordnung von beispielsweise 2 kV. An zweiter Stelle wird in der Anordnung, in welcher die primäre Wicklung N^ in einer Richtung kurzgeschlossen ist und die Gleichspannungsquelle über diese parallelgeschaltet ist, die Funkenentladung aufrechterhalten, bis die Gleichspannungsquelle mit ihrer Spannung V„ von dem Stromkreis elektrisch getrennt wird, wenn erst einmal die Funkenentladung stattgefunden hat. Es wird in Betracht gezogen, daß die Funkenentladung aus den folgenden Gründen aufrechterhalten werden kann:

Geringe Schwingungsveränderungen (von solch einen Ausmaß, welche, keine Umkehrung der Polarität herbeiführen) in der Größe des Funkenentladungsstromes oder des Stromes, der durch die sekundäre Wicklung N„ fließt, werden in dem primären Strom reflektiert, der durch die primäre Wicklung H^ zufolge der entsprechenden Variationen in dem Magnetfluß in dem Eisenkern fließt, und ein derartiger primärer Strom arbeitet mit der Zahl der Magnetflußlinien in dem Eisenkern wiederum zusammen,'um eine sekundäre Gegenspannung zu erzeugen, um dadurch die zum Aufrechterhalten der Funkenentladung erforderliche Spannung zu erzeugen. Als Ergebnis hiervon kann der von der Gleichspannungsquelle gelieferte Strom in wirksamer Weise die Funkenentladung an dem Zündstecker P aufrechterhalten. Weiterhin ist, in einer derartigen Anordnung die Eingangsimpedanz des Transformators TR, bei Blickrichtung von der Seite der Gleichspannungsquelle, bemerkenswert beim Einleiten der Funkenentladung an dem Zündstecker P verringert, was in einer Erhöhung in der von der Gleichspannungsquelle

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gelieferten Energie durch den Transformator TR resultiert, welche an dem Zündstecker P freigegeben wird. Wegen der Tatsache, daß der Entladestromkreisweg für den Kondensator C^ die primäre Wicklung IL des Transformators TR mit einschließt, bilden diese Elenente einen LC-Schwingkreis. Jedoch wird ein Teil der schwingenden elektromotorischen Kraft, .die in der primären Wicklung IL erzeugt wird, durch den Stromkreis absorbiert, der den Thyristor Q₂ und die Diode D- mit einschließt, und der Kondensator C₁ würde nicht in der entgegengesetzten Richtung nach der Entladung der vorangehend gespeicherten Ladung geladen werden. Daher wird keine natürliche Schwingung durch diesen LC-Schwingkreis erzeugt.

Unter Kenntnis der oben gegebenen Beschreibung wird nun die Arbeitsweise der Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung bei der zweiten Zündsteuerung beschrieben. Bei dieser zweiten Zündsteuerung verhält sich die Zündanlage in einer etwas unterschiedlichen Art und Weise von dem Verhalten beim vorangehenden Arbeiten.

Dies ist durch die Tatsache bedingt, daß der Kondensator C. auf einen beträchtlich höheren Spannungspegel aufgeladen wordsn ist als dein der Speisespannung V„, und zwar durch den in dem letzten Stadium des vorangehenden Arbeitens ausgeführten Ladevorgang. Im Ansprechen auf das Öffnen des Unterbrecherkontakts K erseheint ein zweiter Impuls von dem Oszillator OSZ, und der Transistor Q. und der Thyristor Q₂ werden im wesentlichen gleichzeitig im Ansprechen auf das Auftreten dieses Impulses von dem Oszillator OSZ leitend gemacht ·

Als Ergebnis hiervon wird die in dem Kondensator C₁ gespeicherte Ladung durch die primäre Wicklung N^ des Transformators TR entladen. Eine steil ansteigende hohe Spannung wird daher an den Zündstecker F zur Einleitung der Funkenentladung an dem Zündstecker P angelegt. Der Strom von der Gleichspannungsquelle wird zusätzlich zu dem Zündstecker P

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in der oben besehriebenen Art und Weise geführt, so daß die Funkenentladung über eine Zeitperiode aufrechterhalten werden kann, die der Dauer T₁ des Impulses entspricht. Weiterhin wird eine große Energiemenge zur Zündung des Brennstoffs -wie oben beschrieben- geliefert. Beim Verschwinden dieses Impulses wird der Transistor Q₁ nicht leitend", um den Stromfluß durch die primäre Wicklung N₁ des Transformators TU zu unterbrechen. Als Ergebnis hiervon wird ein Teil der magnetischen Energie, die in dem Eisenkern des Transformators TR gespeichert ist, darauffolgend an den Zündstecker P als Zündenergie freigegeben, um eine Funkenentladung oder eine Durchbruchsentladung in einer umgekehrten Richtung für eine kurze Zeitperiode herbeizuführen. Diese entspricht der Funkenentladung in den bekannten Systemen, welche in der Beschreibungseinleitung beschrieben Trorden sind. Der verbleibende Teil der magnetischen Energie erzeugt eine elektromotorische Gegenkraft in der primären Wicklung N-, und diese elektromotorische Gegenkraft wird dem Kondensator C₁, wie vorangehend beschrieben, zugeführt, welche in dem Kondensator C₁, bis die nächste Zündung stattfindet, gehalten wird.

Aus der oben gegebenen Beschreibung ist verständlich, daß durch die Erfindung insofern ein Vorteil entsteht, als die Zündung vermittels einer großen Energiemenge aufrechterhalten werden kann, welche in der Form von elektrischer Energie aus der Gleichspannungsquelle mit der Spannung V_ß geliefert wird; und über eine verhältnismäßig lange Zeitperiode aufrechterhalten wird, welche der Impulslänge T^ des Ausgangsimpulses des Oszillators OSZ entspricht, und dieser Vorteil tritt zusätzlich zu dem Vorteil auf, der zur Einleitung der Funkenentladung gehört, welche unter Verwendung von Kondensatorentladungen erzeugt wird.

Die bevorzugte Ausführungsform der Zündanlage, so wie sie oben beschrieben worden ist, ist derartig ausgebildet, daß der Oszillator OSZ einen Impuls mit einer impulslänge

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von T^ jedesmal dann erzeugt, wenn der Unterbrecherkontakt K in seine offene Stellung gebracht wird. Als Abwandlung dieser Ausführungsfonn kann der Oszillator OSZ zwei oder mehrere Impulse mit der Impulslänge T. erzeugen, zwischen welchen ein kurzes Zeitintervall T₂ vorhanden ist.

Nach dieser Abwandlung wird der Transistor Q₁ zweimal oder mehrmals eingeschaltet und ausgeschaltet bei jeder Zündsteuerung, und der Kondensator C₁ wird jeweils geladen und entladen, wenn der Transistor Q₁ eingeschaltet und ausgeschaltet wird. Weiterhin treten die Entladung in der einen Richtung zufolge des leitenden Zustandes des Transistors Q₁ und die Entladung in der entgegengesetzten Richtung zufolge des nicht leitenden Zustandes des Transistors Qi wiederholt an dem Zündstecker P, wie vorangehend beschrieben, auf.

Die Funkenentladung kann im wesentlichen kontinuierlich durchgeführt werden, wenn das Zeitintervall T₂ zwischen den Impulsen verhältnismäßig kurz ist und wenn die nächste Zufuhr von primärem Strom während der Zeitperiode gestartet wird, in welcher die Funkenentladung durch die Freigabe der in dem Eisenkern gespeicherten magnetischen Energie, nachdem der Transistor Q₁ nicht leitend gemacht wird, aufrechterhalten bleibt. Demgemäß ist es nicht notwendigerweise erforderlich, die Entladung des Kondensators C₁ im Ansprechen auf jeden dieser Impulse mit der Länge T^ herbeizuführen. In solch einem Fall wird der Thyristor Q₂ leitend gemacht, um die Entladung des Kondensators C₁ im Ansprechen auf den ersten von dem Oszillator OSZ gelieferten Impuls mit der Impulslänge T^ durch zweckmäßiges Auswählen des Widerstandswertes des Ladewider— Standes r₂ des Kondensators C₂ herbeizuführen, so daß der Kondensator C₂ während der Zeitperiode von T₂ zwischen den Impulsen unvollständig geladen werden kann. Daher wird die Ladung in dem Kondensator C₁ jedesmal gesammelt bzw. gespeichert, wenn der primäre Strom unterbrochen wird.

Diese Abänderungen können in zweckmäßiger Weise ausgeführt werden, was von dem Aufbau der Kannner der Brennkraft-

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maschine, von der Art des zugeführten Treibstoffs und anderen Bedingungen zur Erzielung des gewünschten Zweckes abhängt.

Fig. 2 zeigt eine weitere AusfUhrungsfona einer Zündanlage gemäß der Erfindung, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, wie in Fig. 1 bereits beschrieben, bezeichnen, und daher sind irgendwelche in Einzelheiten gehende Beschreibungen so weit wie möglich weggelassen. In der folgenden Beschreibung werden daher lediglich diejenigen Elemente besonders beschrieben, welche neu hinzugefügt sind oder entsprechende Elemente der Zündanlage gemäß Fig. 1 ersetzen.

Der Knoten 10 zwischen dem Widerstand r. und dem Unterbrecherkontakt K ist mit einem Eingangsanschluß eines Trigger-Impulsgenerators TRIG verbunden, welcher zwei Ausgangsanschlüsse aufweist. Der eine Ausgangsanschluß des Trigger— Impulsgenerators TEIG ist mit einem Eingangsanschluß eines ersten Oszillators OSZ 1 verbunden, während der andere Ausgangsanschluß des Trigger-Impulsgenerators TRIG Mit einem Eingangsansehluß eines zweiten Oszillators OSZ 2 verbunden ist. Im Ansprechen auf das Anlegen eines Trigger-Impulses von dem Trigger-Impulsgenerator TEIG an den ersten Oszillator OSZ i erzeugt der Oszillator OSZ 1 einen Impuls mit der Länge T^, welcher eine verhältnismäßig kleine Impulsweite, beispielsweise von 1 ms aufweist, und dieser Impuls wird an die Basis des Transistors Q₁ von dem ersten Ausgangsanschluß des Oszillators OSZ 1 angelegt. Im Ansprechen auf das Anlegen des Trigger—Impulses von dem Trigger—Impulsgenerator TRIG an den zweiten Oszillator OSZ 2 erzeugt der Oszillator OSZ 2 einen Impuls mit der Impulslänge T-, welcher eine verhältnismäßig große Impulsweite von ungefähr beispielsweise 2 ms aufweist. Der Hauptschalter MS ist über die Diode D. mit dem einen Ende der primären Wicklung N. und dem einen Ende der sekundären Wicklung N₂ der Zündspule IGC und mit der Kathode des Thyristors Q₂ verbunden. Weiterhin ist der Hauptschalter MS über eine primäre Wicklung N^¹ eines Transformators TR¹ und einen Transistor Q- geerdet, welche in

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Serie verbunden sind.

Die Basis dieses Transistors Q, ist mit einem Ausgangsanschluß des zweiten Oszillators OSZ 2 verbunden. Eine sekundäre Wicklung N«¹ des Transformators TR¹ ist an ihrem einen Ende direkt geerdet und ist an ihrem anderen Ende mit einem Knoten 14 zwischen dem Thyristor Q₂ und dem Kondensator C. über eine Diode D. verbunden. Der Kondensator C„ ist an seiner einen Elektrode mit der Steuerelektrode des Thyristors Q«, über eine Diode D„ verbunden und mit seiner anderen Elektrode mit dem zweiten Ausgangsanschluß des ersten Oszillators OSZ 1 verbunden, um von diesem einen Impuls mit der Länge T. zu empfangen. Ein Schutzwiderstand r, kann parallel zum Transistor Q^ angeschlossen sein.

Anschließend wird die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform der Anlage gemäß der Erfindung beschrieben, wobei es unnötig ist, Worte über die Arbeitsweise derjenigen Teile zu verlieren, welche bereits in bezug auf die Fig. 1 beschrieben worden sind. Im Ansprechen auf das Einschalten des Hauptschalters HS wird der Kondensator C„ in der dargestellten Polarität durch den Ladewiderstand r„ geladen. Zur gleichen Zeit wird der Kondensator C₁ auf im wesentlichen die Speisespannung V„ durch die Diode D₁, die primäre Wicklung N^ der Zündspule IGC und durch die Diode D, aufgeladen. Die verbleibenden Teile des Stromkreises sind noch nicht in Tätigkeit.

Wenn der Unterbrecherkontakt K in seine offene Lage gebracht wird, und zwar in Synchronismus mit der Drehung der Haschine, wird das Triggersignal von dem Trigger-Impulsgenerator TRICr zum ersten und zum zweiten Oszillator OSZ 1 und OSZ 2 geführt. Ansprechend auf das Anlegen des Trigger—Impulses treten die Impulse von vorher bestimmter Dauer, d.h. der Impuls mit der Impulslänge T₂ hat eine verhältnismäßig kleine Impulslänge, und der Impuls mit der Impulslänge T- hat eine verhältnismäßig große Impulslänge, an

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den Ausgangsanschlüssen des ersten bzw. zweiten Oszillators OSZ i bzw. OSZ 2 auf, so daß der Transistor Q₁, der Thyristor Q₂ und der Transistor Q, nahezu gleichzeitig leitend gemacht werden. Als Ergebnis hiervon fließt ein Erregungsstrom durch die primäre Wicklung N₁ der Zündspule IGC und durch die primäre Wicklung KL · des Transformators TR, und magnetische Energie wird in dem Eisenkern der Zündspule IGC und des Transformators TB¹ gespeichert. Jedoch fließt kein Strom durch den Thyristor Q₂.

Der Transistor Q₁ wird abgeschaltet, bevor der Transistor Q. abgeschaltet wird, und zwar zufolge der Tatsache, daß die Impulslänge des Impulses mit der Impulslänge T₁ kleiner ist als diejenige des Impulses mit der Impulslänge T-. Das Abschalten des Transistors Q₁ resultiert in der Unterbrechung des Stromflusses des primären Stromes in der Zündspule IGC, und ein Teil der in dem Eisenkern der Zündspule IGC gespeicherten magnetischen Energie wird an den Zündstecker F als eine einen Zündfunken erzeugende Energiemenge abgegeben bzw. freigesetzt. Der verbleibende Teil der magnetischen Energie erzeugt eine elektromotorische Gegenkraft in der primären Wicklung N₁ der Zündspule IGC, und dadurch wird der Kondensator C₁ durch die Diode D- aufgeladen. Dann, wenn der Transistor Q- nicht leitend gemacht wird, wird die in dem Eisenkern des mit diesem verbundenen Transformators TR* angesammelte magnetische Energie eine Spannung in der sekundären Wicklung N₂ ¹ des Transformators TR* induzieren, und diese Spannung wird von der sekundären Wicklung N₂ ¹ an den Kondensator C₁ über die Diode D^ zur Aufladung des Kondensators C₁ angelegt. Die dem Kondensator C₁ von der primären Wicklung N₁ der Zündspule IGC gelieferte Ladung ist leichten Veränderungen in Abhängigkeit vom Zustand des Freigebens der Energie an den Zündstecker P unter· worfen. Jedoch kompensiert die von der sekundären Wicklung N₂ ¹ des Transformators TR¹ gelieferte Ladung derartige Veränderungen, so daß eine zum Einleiten einer Zündentladung

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am Zündstecker P in der -nächsten Zündsteuerung ausreichende Spannung in dem Kondensator C₁ aufgebaut wird.

Wenn der Unterbrecherkontakt K bei der nächsten Zündsteuerung geöffnet wird und das Triggersignal an den ersten und den zweiten Oszillator OSZ 1 und OSZ 2 angelegt wird, werden die Impulse mit den Impulslängen T. und T, an die entsprechenden Transistoren Q₁ und Q, angelegt, um diese Transistoren leitend zu machen.

Das Steuerelektroden-Steuersignal wird an die Steuerelektrode des Thyristors Q₂ fast gleichzeitig mit dem Ergebnis angelegt, daß die in dem Kondensator C₁ gespeicherte Ladung über den Entladungsstromweg entladen wird, welcher den Thyristor Q₂, die primäre Wicklung N₁ der Zündspule IGC und den Thyristor Q₁ mit einschließt. Ein abruptes Ansteigen einer hohen Spannung wird dadurch in der sekundären Wicklung Nn der Zündspule IGC induziert, um dadurch eine Funkenentladung an dem Zündstecker F einzuleiten. In diesem Fall wird die natürliche Schwingung, die in dem LC-Entladungsweg auftreten kann^ durch den Stromkreis absorbiert, der die Uiode D- und den Thyristor Q₂ mit einschließt. Demgemäß wird die Funkenentladung mit hoher Energie an dem Zündstecker P durch die von der Gleichspannungsquelle während der Zeitperiode gelieferte elektrische Energie fortgeführt, in welcher der Transistor Q₁ leitend bleibt. Bei Vervollständigung der Entladung des Kondensators C₁ wird der Thyristor Q₂ nicht leitend gemacht. Darauffolgend wird der Kondensator C₁ erneut beim Verschwinden der Impulse mit den Impulsdauern T₁ und T, geladen, um die nächste Zündung vorzubereiten.

Die zweite Ausführungsform einer Zündanlage gemäß der Erfindung ist mit Bezug auf eine Anordnung beschrieben worden, in welcher ein Impuls von festgelegter Länge T₁ und ein Impuls von festgelegter Impulslänge T- von dem ersten und zweiten Oszillator OSZ 1 und OSZ 2 bei jeder Zündsteuerung auftreten. In einer Abwandlung einer derartigen Ausführungsform kann der erste Oszillator OSZ 1 zwei oder mehrere

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Impulse mit der Impulslänge T^ und einem Zeitintervall T„ zwischen diesen im Ansprechen auf das Anlegen des einen Trigger-Impulseinganges von dem Trigger-Impulsgenerator TRIG erzeugen, und der zweite Oszillator OSZ 2 kann einen Impuls mit der Dauer T- erzeugen, dessen Länge größer ist als die gesamte Summe der Impulsdauern dieser Impulse und der Zeitintervalle zwischen diesen.

Weiterhin kann die Beziehung zwischen dem Zeitintervall Tg und der Impulsweite T^ in einem derartigen Fall so sein, wie es im Zusammenhang mit den Abwandlungen der ersten Ausführungsform einer Zündanlage gemäß der Erfindung in Betracht gezogen worden ist. Weiterhin kann, ohwohl der Transformator TB* in Pig, 2 mit einer sekundären Wicklung gezeigt. worden ist, der Transformator TR¹ lediglich eine primäre Wicklung aufweisen, die um einen Eisenkern so gewickelt ist, daß eine in der primären Wicklung erzeugte elektromotorische , Gegenkraft zur Ladung des Kondensators C., wie in Fig. 1 gezeigt, als magnetische Energie hergeleitet werden kann.

Die Ausführungsformen von Zündanlagen gemäß der Erfindung sind von derjenigen Art beschrieben worden, welche einen Unterbrecherkontakt K aufweist, welcher in Synchronismus mit der Drehung der Haschine mechanisch geöffnet und geschlossen wird. Jedoch ist dies lediglich zu Erläuterungszwecken geschehen, und es können leicht Veränderungen vorgenommen werden, bei welchen elektromagnetische, optische oder irgendwelche anderen zweckmäßigen Einrichtungen anstelle einer derartigen mechanischen Ein-Aus-Einrichtung zum Steuern der Oszillatoren oder des Trigger-Signalgenerators verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

Zündanlage für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Zündtransformator (TR) mit einer primären und einer sekundären Wicklung (N₁, N₂), wobei die primäre Wicklung (N₁) an ihrem einen Ende über einen Transistor (Q₁) geerdet und an ihrem anderen Ende über eine Diode (D₁) mit einer Gleichspannungsquelle (V_ß) verbunden und weiterhin über einen Thyristor (Q₂) und einen Kondensator (C₁), welche in Reihe geschaltet sind, geerdet ist, und wobei die sekundäre Wicklung (N„) an ihrem einen Ende mit einem Zündstecker ^p) verbunden ist; aus einem Oszillator (OSZ) zum Erzeugen wenigstens eines Impulses mit vorher festgelegter Impulslänge (T₁) bei jeder vorher festgelegten Zündsteuerung der Maschine in Synchronismus mit der Drehung der Maschine; aus einer Einrichtung zum Verbinden des Ausgangsimpulses des Oszillators (OSZ) mit der Basis des Transistors (Q₁); aus einer Einrichtung zum Verbinden des Ausgangsimpulses des Oszillators (OSZ) mit der Steuerelektrode des Thyristors (Q₂), wobei der Thyristor (Q₂)* ^der Transistor (Q₁) und die primäre Wicklung (N₁) des Transformators (TR) einen Entladestromkreis für den Kondensator (C₁) bilden, wenn sowohl der Transistor (Q₁) als auch der Thyristor (Q₂) im wesentlichen gleichzeitig im Ansprechen auf das Anlegen des Ausgangsimpulses von dem Oszillator (OSZ) leitend gemacht werden; und bestehend aus einer Einrichtung zum Laden des Kondensators (C₁) durch eine in der primären Wicklung (N₁-) des Transformators (TR) erzeugte elektromotorische Gegenkraft, wenn der leitende Transistor (Q₁) nicht leitend gemacht wird.

2ί Zündanlage für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (OSZ) an vorher bestimmten Zündsteuerungen wenigstens zwei Impulse mit vorher festgelegten Impulslängen (T₁) und mit einem verhältnismäßig kurzen Zeitintervall (T₂) zwischen diesen erzeugt·

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3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der eine der Ausgangsimpulse des Oszillators (OSZ) bei der vorbestimmten Zündsteuerung mit der Steuerelektrode gekoppelt ist.

k, Zündanlage nach Anspruch.!, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Oszillator (OSZ 2) und ein zweiter Transformator (TR) mit einer primären und einer sekundären Wicklung (N₁*, N₂ ¹) vorgesehen sind, wobei die primäre Wicklung (N₁*) des zweiten Transformators (TR) an ihrem einen Ende über einen zweiten Transistor (Q,) geerdet und an ihrem anderen Ende mit der Gleichspannungsquelle (V_ß) verbunden ist, während die sekundäre Wicklung (N₂ ¹) des zweiten Transformators (TR) an ihrem einen Ende mit dem Kondensator (C-) über eine weitere Diode (D^) verbunden und an ihrem anderen Ende direkt geerdet ist; und daß der zweite Oszillator (OSZ 2) einen Ausgangsimpuls erzeugt, welcher im wesentlichen gleichzeitig mit dem Erscheinen des Ausgangsimpulses von dem ersten Oszil—. lator (OSZ l) erscheint, nach dem Verschwinden des Ausgangsimpulses von dem ersten Oszillator (OSZ 1) endet und welcher an den zweiten Transistor (Q-) zum Aufrechterhalten des leitenden Zustandes des zweiten Transistors (Q,) während einer * derartigen Zeitspanne angelegt wird»

5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3_f dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Oszillator (OSZ 2) und ein zweiter Transformator (TR) mit einer primären und einer sekundären Wicklung (N₁ ¹, Ng») vorgesehen sind, wobei die primäre Wicklung (N₁') des zweiten Transformators (TR) an ihrem einen Ende über einen zweiten Transistor (Q-) geerdet und an ihrem anderen Ende mit der Gleichspannungsquelle (V„) verbunden ist, während die sekundäre Wicklung (N₂ ¹) des zweiten Transformators (TR) an ihrem einen Ende mit dem Kondensator (C₁) über eine weitere Diode (D. ) verbunden und an ihrem anderen Ende direkt geerdet ist; und daß der zweite Oszillator. (0SZ2) einen Ausgangsinipuls erzeugt, welcher im wesentlichen gleichzeitig mit dem Auftreten des ersten Ausgangsimpulses von des

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ersten Oszillator (OSZ l) erscheint, nach dem Verschwinden des zweiten Ausgangsiiapulses von dem ersten Oszillator (OSZ l) endet, und welcher an den zweiten Transistor (Q-) zum Aufrechterhalten des leitenden Zustandes des zweiten Transistors (Q-) während einer derartigen Zeitperiode angelegt wird.

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