DE2412772A1

DE2412772A1 - Zuendeinrichtung fuer eine rotationskolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2412772A1
Application number: DE2412772A
Authority: DE
Inventors: Sigfried Dipl Ing Bargnda
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Wankel GmbH; Audi AG
Current assignee: Wankel GmbH; Audi AG
Priority date: 1974-03-16
Filing date: 1974-03-16
Publication date: 1975-09-25
Also published as: JPS50127026A; FR2264183A1; US3982502A; FR2264183B1

Description

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ. und Wankel GmbH - Lindau/Bodensee

Zündeinrichtung für eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für eine im Viertaktverfahren arbeitende Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, deren Gehäuse einen von einem Mantel mit zweibogiger Innenkontur begrenzten Innenraum aufweist, der von einer Exzenterwelle mit einem Exzenter durchsetzt ist, auf der ein dreieckiger Kolben drehbar gelagert ist, und wobei im Mantel nahe einer achsnahen Zone mindestens zwei Zündkerzen angeordnet sind, die jeweils mit einem eigenen Zündgenerator eines Zündsystems in Verbindung stehen.

Bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen der beschriebenen Art ergibt sich zum Zeitpunkt der Zündung durch die sichelartige Form der Arbeitskammer ein verhältnismäßig langgestreckter Verbrennungsraum, der eine vollständige Verbrennung der Gase erschweren kann. Mit der Anordnung von mehreren Zündkerzen, die gleichzeitig oder nacheinander gezündet werden, wird bei bekannten Zündeinrichtungen beabsichtigt, eine schleppende und unvollständige Verbrennung der angesaugten Gase zu vermeiden, um den· ursprünglich verursachten hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch und den Anteil schädlicher Bestandteile irn Abgas herabzusetzen. Als ergänzende und bekannte Maßnahme ist unter anderem die Steuerung eines unterschiedlichen Zündzeitpunktes der einzelnen Zündkerzen vorgesehen, wodurch der zeitliche Ablauf der Verbrennung auf weitgehend befriedigende Weise beeinflußt werden kann. Unter den im allgemeinen verwendeten" Zündeinrichtungen hat sich nun aber gezeigt, daß -die üblicherweise ein-

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gesetzte Spulenzündung, deren Zündfunke sich durch eine lange Brenndauer und somit bessere Entflammbarkeit des Gases auszeichnet, also besonders für das Leerlauf- und Teillastgebiete geeignet ist, bei Rußansatz, dem die Zündkerzen ausgesetzt sind, ihre Punktion nicht mehr voll erfüllen kann. Außerdem kann die Spulenzündung bei hohen Drehzahlen gelegentlich zu Zündaussetzern führen. Diese ähnlichen Eigenschaften weisen auch die hinreichend bekannten Magnetzündeinrichtungen auf. Die ebenfalls verschiedentlich verwendete Hochspannungs-Kondensator-Zündung hat dagegen infolge ihrer hohen'Spannungsanstiegsgeschwindigkeit und ihres starken Zündspannungsstoßes den Vorteil, ein sicheres Zünden in dem Betriebszustand unmittelbar nach dem Starten und im Warmlauf sowie bei hohen Drehzahlen der Rotationskolben-Brennkraftmaschine, insbesondere aber bei verrußten Zündkerzen zu gewährleisten. Die Verwendung einer derartigen Zündeinrichtung kann jedoch verhältnismäßig kostspielig werden, wenn mehrere Zündkerzen einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einer Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage betrieben v/erden. Es zeigt sich daher, daß bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen, die nur mit einem bestimmten Zündsystem ausgerüstet sind, neben den jeweiligen Vorteilen, die eine solche Anlage auszeichnen, aber wiederum gewisse Einschränkungen im Hinblick auf das Zündvermögen in Kauf genommen werden müssen, die sich wiederum in bestimmten Betriebsbereichen nachteilig auf den Verbrennungsvorgang auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung für eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die in allen Betriebszuständen eine optimale Entflammung des Gemisches sicherstellt.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch unterschiedliche Zündsysteme für die einzelnen Zündkerzen. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird die Möglichkeit gegeben, bestimmte Eigenschaften der verschiedenen bekannten Zündsystem e zur Erzielung einer zuverlässigen Zündung in allen ■Betriebsbereichen zu gewährleisten.

Bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit in Drehrichtung des Kolbens vor der kurzen Achse und nach der kurzen Achse angeordneten Zündkerzen kann die vor der kurzen Achse (in Minuslage) angeordnete Zündkerze(n) mit einem einen langen Funkenschwanz erzeugenden Zündsystem und die nach der kurzen Achse (in Pluslage) angeordnete Zündkerze(n) mit einem eine hohe Spannungsanstiegsgeschwindigkeit erzeugenden Zündsystems verbunden werden. Die bekanntlich günstige Entflammbarkeit der Ladung bei einem Zündsystem mit langem Funkensehwanz kann sich daher im Leerlauf- und unterem Teillastgebiet vorteilhaft auswirken., während das eine hohe Spannungsähstiegsgeschwindigkeit erzeugende Zündsystem besonders für das Anlassen und den V/armlauf sowie für den hohen Drehzahlbereich eingesetzt werden kann.

Eine bevorzugte "Ausführung bei zwei in Drehrichtung des Kolbens hintereinanderliegenden Zündkerzen kann derart gestaltet werden, däß eine in Drehrichtung des Kolbens vor der kurzen Achse angeordnete Zündkerze mit einer an sich bekannten Spulenzündanlage und eine nach der kurzen Achse angeordnete Zündkerze mit einer an sich bekannten Hochspannungs-Kondensator-Zündahlage verbunden ist.. Mit einer derartigen Anordnung und Kombination von zwei bekannten Zündsystemen kann eine besonders günstige Entflammbarkeit der Ladung erreicht werden, da die Spulenzündung einen langen Funkenschwanz und die

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Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage eine hohe ilpannungsajnstiegsgeschwindigkeit zur Zündung des Gemischen liefert.

Es ist auch eine andere Ausführung möglich,, bei der die vor der kurzen Achse angeordnete Zündkerze mit einer an sich bekannten Transistrozündanlage und die nach der kurzen Achse angeordnete Zündkerze mit einer Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage verbunden ist. Da sich eine TransistoEi-Zündanlage gegenüber einer sogenannten Spulenzündanlage lediglich im Primärstromkreis unterscheidet, kann auch mit einer-solchen Zündanlage., die ebenfalls einen langen Funkenschwanz und eine hohe Spa.nnungsaristieg.sgesehwindigkeit zur Zündung des Gemisches erzeugt, eine günstige Entflammbarkeit der Ladung erzielt werden.

Nach einem weiteren Vorschlag ist es denkbar, die vor der kurzen Achse angeordnete Zündkerze mit einer an sich bekannten MagnetZündanlage und die nach der kurzen Achse angeordnete Zündkerze mit einer Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage zu verbinden. An eine solche Lösung ist gedacht, wenn bei bestimmten Einsatzzwecken der. Brennkraftmaschine die Verwendung einer Magnetzündanlage als vorteilhaft erscheint, wobei auch hier sowohl ein langer Funkenschwanz der Magnetzündanlage als auch die hohe Spannungsarm tiegsgeschwindigkeit der Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage zur Zündung des Gemisches dient.

Durch die Kombination verschiedener bekannter Zünd syst eine läßt sich in allen Betriebsbereichen eine verbesserte Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erzielen, so daß in deren Folge, eine Senkung des spezifischen Kraftstoffver-

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branches, des Ausstoßes von unverbrannten Gasen, sowie eine Erhöhung der Betriebssicherheit und eine Leistungssteigerung eintreten kann. Außerdem kann auf Grund der unterschiedlichen Gestehungskosten ein kostengünstiger Aufbau der Zündanlage erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird irn Folgenden unter Bezugnahme auf d'ie Zeichnung beschrieben, in der. eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine im Querschnitt schematisch dargestellt ist.

Die gezeigte Rotationskolben-Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse mit einem Mantel 1, der eine Innenkontur 2 in Form einer zweibogigen Epitrochoide aufweist und einen Innenraum J begrenzt, der von einer Exzenterwelle 4 mit einem Exzenter 5 durchsetzt ist- Auf dem Exzenter 5 ist ein dreieckiger Kolben 6 drehbar gelagert, der bei seinem Umlauf in Richtung des Pfeiles D mit seinen Kolbenecken 7 ständig an der Innenkontur 2 entlanggleitet, wodurch drei Arbeitskammern A, 3, C wechselnden Volumens gebildet werden, in denen jeweils ein vollständiges Viertaktverfahren mit entsprechender Phasenverschiebung durchgeführt wird. Zu diesem Zweck sind im Mantel 1 ein Einlaßkanal 8 für die Zuführung von Frischgas, zwei Zündkerzen 9 und 10 sowie ein Auslaßkanal 11 für den Ausschub von verbrannten Gasen vorgesehen. Jede Arbeitskammer A, B₁ C führt bei Drohung dos Kolbens 6 nacheinander einen Anoaug-, Verdichtungs-. Expansions- und A u ^ ,sch üb takt aus, wobei sich bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung de.o Kolbens 6 die Arbeitskammer A im Annaugtakt, die Arbeit.*· kamm er 3 im Verdichtungstakt und die Arbeitskammer C am Ende des Expansionstaktes befinden. Die gestrichelt-.-gezeigte Stellung X nimmt der Kolben 6 im allgemeinen ein, wenn der Verdichtungstakt beendet ist und nach dem Zünden der Zündkerzen 9 und /oder 10 der Expansionstäkt

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beginnt. Die beiden Zündkerzen 9 und 10 sind in Drehrichtung des Pfeiles D des Kolbens 6 hintereinander angeordnet, wobei die Zündkerze 9 (in Minuslage) vor der kurzen Achse 12 der zweibogigen Innenkontur 2 liegt, während die Zündkerze 10 (in Pluslage) kurz nach dieser angeordnet ist. Die Zündkerze 9 ist mit der sekundären Wicklung einer Zündspule I^ verbunden, deren primäre Wicklung in üblicher Weise mit einer Zündsteuerschaltung 14 verbunden ist. Dieser mit einer Spulenzündung ausgerüstete Teil der Zündanlage, der einen besonders für den Leerlauf geeigneten langen Funkenschwanz erzeugt, kann auch von einer Magnetzündung oder in Verbindung mit elektronischen Bauelementen als Transistor- oder getriggerte Polgefunken-Zündanlage betrieben werden. Die Zündkerze 10 steht bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer für ein gutes Kaltstartverhalten der Brennkraftmaschine geeigneten Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage 15 in Verbindung, die ebenfalls an eine eigene Zündsteuerschaltung l6 angeschlossen ist. Die Steuerung der beiden unterschiedlichen Zündsysteme kann aber auch über eine gemeinsame, gestrichelt dargestellte Zündsteuerschaltung 17 erfolgen.

In diesem Ausführungsbeispiel v/erden verschiedene Zündsysterne miteinander kombiniert, die sowohl den für eine vollständige Entflammbarkeit der Gase erforderlichen langen Funlcenschwanz als auch eine wirkungsvolle Spannungsanstiegsgeschwindigkeit erzeugen.

Die Erfindung ist aber nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es können auch mehr als ZV/ei Zündkerzen vorgesehen v/erden, und die Zündkerzen brauchen auch nicht hintereinander im f-iantel 1 angeord-

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net sein, sondern sie können auch "nebeneinander liegen. Es ist z. B. auch denkbar,„daß die Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage 15 durch eine der bekannten Zündsysteme, wie Spulen-, Magnet-, Transistor- oder getriggerfce Folgefunkenzündung ersetzt wird, wobei allerdings die Zündspule Ij5 ebenfalls durch eine andere, aber nicht gleichartige Zündanlage ersetzt wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Paten tansprüche
.J Zündeinrichtung für eine im Viertaktverfahren arbeitende Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, deren Gehäuse einen von einem Mantel mit zweibogiger Innenkontur begrenzten Innenraum aufweist, der von einer Exzenterwelle mit einem Exzenter durchsetzt ist, auf der ein dreieckiger Kolben drehbar gelagert ist und wobei im Mantel nahe einer achsnahen Zone mindestens zwei Zündkerzen angeordnet sind, die jeweils mit einem eigenen Zündgenerator eines Zündsysterns in Verbindung stehen, gekennzeichnet durch unterschiedliche Zündsysteme (13,15) für die einzelnen Zündkerzen (9, 10).
2-. Zündeinrichtung nach Anspruch 1; mit in Drehrichtung des Kolbens vor der kurzen Achse und nach der kurzen Achse angeordneten Zündkerzen, dadurch gekennzeichnet, daß die ■ vor der kurzen Achse (in Minuslage) angeordnete Zündkerze (n) (9) mit einem einen langen Funkenschwanz erzeugenden Zündsystem (Ο) und die nach der kurzen Achse (in Pluslage) angeordnete Zündkerze(n) (10) mit einem eine
hohe Spannungsanstiegsgeschwindigkeit erzeugenden Zündsystem (15) verbunden sind.
5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit vorzugsweise zwei in Drehrichtung des Kolbens hintereinanderliegenden Zündkerzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Drehrichtung des Kolbens vor der kurzen Achse angeordnete Zündkerze (9) mit einer an sich bekannten Spulenzündanlage und eine nach der kurzen Achse angeordneten Zündkerze (10) mit einer an sich bekannten Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage verbunden ist.

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4. Zündeinrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet,, daß die vor der kurzen Achse angeordnete Zündkerze (9) mit einer an sich bekannten Transistorzündanlage und die nach der kurzen Achse angeordnete Zündkerze (10) mit einer Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage verbunden ist.

5. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der kurzen Achse angeordnete Zündkerze (9) mit einer an sich bekannten Magnetzündanlage und die nach der kurzen Achse angeordnete Zündkerze (10) mit einer Hochspannungs-Kondensator-Zündanlage verbunden ist.

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