IMPULSE OSCILLATOR IGNITION SYSTEM FOR AN INTERNAL-COMBUSTION ENGINE

Abstract: 1. Ignition system for an internal combustion engine with a capacitor (7) and an ignition coil, which comprises a primary winding (5) connected to ignition current switching unit (35) and a secondary winding (22) connected to the primary winding (5) in an auto-transformer series circuit, characterized in that to provide an impulse oscillator the capacitor (7) is connected to the secondary winding on its high voltage side and is connected in parallel to the series circuit of the primary winding (5) and the secondary winding (22).

Description: Impulsoszillator-Zündung für Verbrennungs kraftmaschinen =================================================== Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen und andere durch Fremdzündung erregte Arbeitsmaschinen mit einer als Zündspule oder Zündtransformator aufweisenden Energiequelle. Stand der Technik Hierbei ist bekannt, dass Kondensatoren vorteilhaft parallel zu den Zündfunken und Überschlagsstrecken gegen Masse eingesetzt werden, um die Zündung zu verbessern. (Fig. 1 E.P. Nr. 0018622) Der Schaltung haftet der Nachteil eines zu langsamen Spannungsanstieges an. Dies ist in der Impedanz des langen Stromweges begründet, denn es ist schwierig, ein hochfrequentes Stromsignal über ein weiter verzweigtes Gussstück (Motorblock) zu führen. Insbesondere wird in den bekannten Ausführungen der Ladeund Entladevorgang über einen Strompfad bzw. Serienschwingkreis ausgeführt. Darstellung der Erfindung Gemäss der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, dass Zündspule oder Zündtransformator durch eine Impulsoszillator-Zündung ersetzt wird. Hierdurch wird verstanden, dass (gemäss Figur 1) parallel zur Primär- und Sekundärseite ein Kondensator angeordnet ist. In dieser Schaltung erfolgt Ladung und Entladung über getrennte Leitungsführungen, wobei der Ladestrom des Kondensators zurückgeführt, über die Primärseite eine wesentlich höhere Spannung über der Sekundärseite induziert. Im Unterschied zu den bisherigen Konstruktionen wird ferner in der Schaltung gemäss der Erfindung ein entsprechend bemessenes Dämpfungsglied angeordnet, welches es gestattet, den Zündstrom zugunsten der Zeit zu verlängern. Der Kondensator gemäss der Erfindung überbrückt nicht direkt die Funkenstrecke, sondern der Stromkreis schliesst sich über den primären Elektrolytkondensator der Zündspule bzw. über das Bordnetz (Batterie). Auf Grund unserer bisherigen Versuche und Messungen ist es möglich geworden, extrem magere Kraftstoff Luft-Gemische einwandfrei zu zünden. Die Schadstoffe im Abgas werden somit maximal reduziert, und es ist ein Betreiben der Triebwerke ohne Zündaussetzer im Magerbreich möglich geworden. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Primärseite der Zündspule durch den Ladestrom des parallel liegenden Kondensators zur Primärund Sekundärseite mit einem negativ gerichteten Strompotential beaufschlagt wird, welches den magnetischen Feldabbau beschleunigt und somit eine höhere Spannung sekundär induziert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis ein Überschlag an der oder den jeweiligen Entladungsstrecken stattfindet. Ein weiterer Kondensator bestimmter Grösse parallel zur Überschlagsstrecke im Verteiler gegen 1 geschaltet, führt zu einer weiteren Anhebung der Zündspannung und zum fast restlosen Abbau des Magnetfeldes während des Zündvorganges. Um einen hohen Wirkungsgrad der Stromübertragung an der Funkenstrecke 14 möglich zu machen und hiermit dem Kondensator 12 eine maximale Füllung zu gewährleisten, ist es notwendig, die Katodenfläche des Verteilerfingers mit Metall, welches eine geringe Austrittsarbeit entgegensetzt, zu beschichten. Damit es möglich ist, die Impedanz der Impulsoszillator-Zündanlage den jeweiligen Erfordernissen, den Obertragungsteilen zum Zündkerzenabstimmstecker anzupassen, ist eine abstimmbare Schwingspule 19 parallel zur Primärwicklung 5 des Impulsoszillators, vorzusehen. Mit dem Zündkerzenabstimmstecker wird die Impedanz der Zündkerze der Zündanlage angepasst. Es hat sich erwiesen, dass die Energieversorgung niederohmischer Zündspulen oder Zündtransformatoren durch Schalten eines Elektrolytkondensators be stimmter Grösse 15 gegen Masse 31 notwendig ist. Hierdurch wird bei Erreichen des maximalen Lade-Endstromes der Zündspule ein Abfallen der Ladespannung an Klemme 15 unterbunden. Dieses hat zur Folge, dass ein höherer Energiebetrag in der Zündspule magnetisch abgespeichert werden kann. Kurze Beschreibung der Zeichnung Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer als Impulsoszillator ausgebildeten Zündspule. Fig. 2 eine Impulsoszillator-Zündspule unter Ein bezug der Oberschlagstrecke im Zündver teiler, wobei der Kondensator 12 als Speicherelement herangezogen wird. Fig. 3 wie 2, wobei ein Widerstand 42 bestimmter Grösse und Induktivität sowie Kapazität als Dämpfungsglied herangezogen wird. Fig. 4 zeigt eine Zündspule normaler Bauart, bei der ein Elektrolytkondensator 32 für die Be reitstellung von hoher Energie sorgt. Fig. 5 zeigt eine Zusammenschaltung der Impuls oszillator-Zündspule nach Fig. 1 mit dem Speicherelement 32 nach Fig. 4. Fig. 6 zeigt eine Impulsoszillator-Zündspule, bei der der Kondensator 7 derart geschaltet ist, dass der maximale Strom zugunsten der Zeit abgesenkt wird. Fig. 7 zeigt eine Verlegung der Schalteinheit in die Plusseite (+) der Impulsoszillator-Zündspule. Fig. 8 wie 7, wobei ein Elektrolytkondensator für Energiebereitstellung sorgt (siehe Fig. 4). Fig. 9 zeigt eine Impulsoszillator-Zündspule mit ge änderter Beschaltung der Primärseite zur besseren Energieversorgung. Fig. 10 wie Fig. 9, jedoch mit einer Zündspule normaler Bauart. Fig. 11 zeigt eine Impulsoszillator-Zündspulen schaltung nach Fig. 2, jedoch mit Elektro lytkondensator 32 und der abstimmbaren Schwingspule 19 zur Änderung der Funken standzeit. Fig. 12 zeigt einen Verteilerfinger, dessen Katoden fläche 26 mit Selen oder anderen Halbleitern beschichtet ist, um eine möglichst hohe Stromführung im Lichtbogen zu erreichen. Fig. 13 zeigt einen Zündkerzenabstimmstecker, bei welchem mittels Ferritkern 48 die Induktivi tät der aus Widerstandsdraht gewickelten An passspule 45 der Impedanz der Zündkerze zur Zündanlage angepasst werden kann. Zündspulen und Impulsoszillator-Zündung mit abstimmbarer Spule 19, deren bestimmte Induktivität durch Positionsänderung des Kernes 21 dem jeweiligen Bedarf angepasst wird, bestimmen den Wirkungsgrad der Zündanlage. Beim Einschalten des Zündstromes wird der Kondensator 32 von Punkt 29 über die Leitung 31 und Leitung 2 über Punkt 16 und Leitung 15 zum Zündschloss zur Batterie aufgeladen. Durch Anlegen eines Steuersignales vom Steuergerät kontakte) über Leitung 34 an die Schalteinheit 35 wird die negative Seite des Kondensators 32 über Leitung 31 Punkt 30, Leitung 33 über die Schalteinheit 35 und Leitung 8 zu den Anschlusspunkten 20 und 36 der Spulen 19 und 5 geführt. Von den Punkten 18 und 4 führt Leitung 3 den Strom über Punkt 17 und der Leitung 15 und Punkt 16 mit Leitung 2 zur positiven Platte des Kondensators 32 zurück. Durch den Stromfluss in den Spulen 5 und 19 wird ein Magnetfeld in den Kernen 10 und 21 aufgebaut. Durch Anderung des Steuersignals wird in den Spulen 5 und 19 der Ladestrom unterbrochen, es beginnt das Magnetfeld in beiden Kernen zusammenzubrechen. Dieses hat zur Folge, dass sich eine entgegengesetzt gerichtete Spannung in den Spulen 5, 19 und 22 aufbaut. Jetzt wird von Punkt 23 der Leitung 25 und Punkt 24 mit Leitung 9 der Kondensator 7 aufgeladen. Der dadurch entgegengesetzt fliessende Strom über Leitung 6, Punkt 1, Leitung 2, Punkt 16 und Leitung 15 an Punkt 17 über Leitung 3 an Punkt 4 und 18, verursacht nun einen beschleunigten Feldabbau in den Kernen 10 und 21. Hiermit wird in den Wicklungen die Spannung erhöht. Beim Erreichen der Über- schlagsspannung an der Kathode 26 über Leitung 25 bildet sich ein hochenergetischer Lichtbogen aus, der seinerseits über Anode 27, Punkt 28, Leitung 13 den Kondensator 12 auflädt. Durch den fliessenden Strom über Leitung 11 und Punkt 1 und Leitung 2, Punkt 16, Leitung 15, Punkt 17, Leitung 3 an die Punkte 4 und 18 wird in den Spulen weiterhin ein stark beschleunigter Feldabbau hervorgerufen. Dieses setzt sich so lange fort, bis dadurch die Zündkerze gebildete Kondensator soweit aufgeladen ist, dass die Strecke zwischen den Elektroden ionisiert ist. Es bildet sich ein Lichtbogen aus dem Strom der Kerzenkapazität. Dieses hat zur Folge, dass die Spannung an der Kerze zusammenbricht (bis ca. 50 V). Der nun einsetzende Strom aus dem Kondensator 12 über die Lichtbogenstrecke des Verteilerfingers 40 und dem Kondensator 7 über Leitung 37, Anschlusspunkt 44 des Kerzenanpasssteckers 50, über die Wicklung 45, Anschlusspunkt 46, sorgt für eine Aufrechterhaltung des Lichtbogens an der Kerze mit höchster Energie. Der in dem Zündkerzenabstimmstecker 50 fliessende Strom wird nun seinerseits durch eine entgegengesetzt gerichtete Spannung gebremst, welcher sich durch den Kern 48 in den Träger 47 derart beeinflussen lässt, dass der Strom gleichzeitig von den Belägen der Kondensatoren 12 und 7 sowie der Spule 22 über Masse 29, Leitung 31, Kondensator 32, Leitung 2, Punkt 16, Leitung 15 und Leitung 2, Punkt 1 und 17, Leitung 3, 6 und 11 in die Spulen 19 und 5 sowie die Kondensatoren 7 und 12 zurückfliesst.

Claims: Patentansprüche 1. Zündeinrichtungen für Brennkraftmaschinen und andere durch Fremdzündung erregte Arbeits maschinen mit Zündspule und Kondensator da durch gekennzeichnet, dass zwischen Ausgang der Sekundärseite und Eingang der PTimärseite, der Kondensator einen Impulsoszillator bildet. 2. Es ist möglich, nach Anspruch 1, die Impedanz der Impulsosziilator-Zündung den jeweiligen Er fordernissen anzupassen. Dieses ist dadurch ge kennzeichnet, dass eine abstimmbare Schwing spule 19 parallel zur Primärwicklung 5 des Im pulsoszillators vorzusehen ist. 3. Impulsoszillator-Zündanlagen nach Anspruch 1, die mit Oberschlagsverteilern ausgerüstet sind, da durch gekennzeichnet) dass die Kathodenfläche des Verteilerfingers mit einem Material beschichtet sind, welches geringe Austrittsarbeit entgegen setzt. 4. Impulsoszillator-Zündanlagen nach Anspruch 1, der art gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsglied wie in Fig. 3 als Bandpassfilter eingesetzt ist. 5. Impulsoszillator-Zündanlagen nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass ein Zündkerzenabstimm stecker nach Fig. 13 eine Impedanzanpassung von Zündkerzen an die jeweiligen Erfordernisse möglich macht. 6. Zündanlagen nach Anspruch 1 derart gekennzeichnet, dass sie als niederohrlischc Zündspulen oder Impuls oszillator (Fig.1) einen Elektrolytkondensator als Speichereinheit im Niederspannungsbereich be nutzen.

Inventors: HUE, BERNARD, Müller, Frithjof
Applicants: HUE, BERNARD, MULLER, FRITHJOF
Application year: 1984
Main classification: F02P9
IPC codes: F02P9, F02P3, F02P15