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DE917281C - Elektrische Hochfrequenz-Zuendschaltung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Elektrische Hochfrequenz-Zuendschaltung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number
DE917281C
DE917281C DEB11789A DEB0011789A DE917281C DE 917281 C DE917281 C DE 917281C DE B11789 A DEB11789 A DE B11789A DE B0011789 A DEB0011789 A DE B0011789A DE 917281 C DE917281 C DE 917281C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
peak
ignition circuit
spark gaps
spark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEB11789A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Grieve
Douglas Francis Welch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
British Thomson Houston Co Ltd
Original Assignee
British Thomson Houston Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Thomson Houston Co Ltd filed Critical British Thomson Houston Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE917281C publication Critical patent/DE917281C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/0876Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
    • F02P3/0884Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Elektrische Hochfrequenz-Zündschaltung für Brennkraftmaschinen Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Zündschaltung für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Zündfunke an den Elektroden der Zündkerze durch einen hochfrequenten Strom hervorgerufen wird.
  • Der Hochfrequenzstrom wird bei derartigen Zündeinrichtungen durch unterbrochene Ladung und Entladung eines Speicherkondensators erhalten. Die Entladung erfolgt, wenn die Spannung des Kondensators hoch genug ist, um sich über eine Reihe von Entladungsfunkenstrecken bei den für die Hochfrequenz üblichen Resonanzbedingungen auszugleichen. Die Entladungsfunkenstrecken, Kapazitäten usw. liegen entweder im Hochfrequenzstromkreis oder in einem Stromkreis, der mit diesein Stromkreis durch einen Hochfrequenztransformator gekoppelt ist.
  • Es ist bei Hochfrequenz-Zündschaltungen dieser Bauart bereits bekannt, einen Magnetzünder als Spannungsquelle und eine Reihe von Funkenstrecken von bestimmter Überschlagsspannung zu verwenden. In diesem Falle wird der Höchstwert der erforderlichen Energie an den Elektroden dieser Funkenstrecken bei der geringsten Drehzahl des Magnetzünders erzeugt, da die den Elektroden für jeden Funken zugeführte Energie entsprechend der Überschlagsspannung der Funkenstrecken und nicht durch die Drehzahl des Magnetzünders gesteuert wird. Durch diesen Umstand wird die höchstzulässige Hochfrequenzspannung begrenzt und ein Energieüberschuß belassen, der bei hohen Drehzahlen des Magnetzünders in der gesamten Hochfrequenzschaltanordnung verteilt werden muß.
  • Durch Einführung einer dritten Elektrode hat man versucht, diesen Nachteil zu beheben; indes hat man gefunden, daß die in dem Funkenstreckenstromkreis der dritten Elektrode benötigte Energie, die erforderlich ist, um dauernd einen Zündfunken an der Zündkerze im entsprechenden Spannungsbereich zu gewährleisten, größer war, als sie durch eine magnetelektrische Vorrichtung aufgenommen werden konnte. Dadurch würde die Leistung des Hauptstromkreises bedingt durch die Einführung einer dritten Elektrode wesentlich herabgesetzt.
  • Man hat auch bereits Zündschaltungen vorgeschlagen, bei denen hintereinanderliegende Entladungsfunkenstrecken benutzt werden, die eine im wesentlichen gleiche Überschlagsspannung haben, und bei denen die Spannung an der Verbindung von einer Stelle im Ladestromkreis entnommen ist, so daß sie einen Bruchteil der erzeugten Spannung beträgt. Derartige Schaltungen besitzen den Nachteil des unkontrollierten Stromverlaufes innerhalb der Schaltung, da es sich nicht mit Sicherheit voraussagen läßt, an welcher Entladungsstrecke der Funkenüberschlag beginnt.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Schaltung ähnlicher Art wie die vorstehend erläuterte zu schaffen, mit deren Hilfe die Entladung an der Zündfunkenstrecke der Zündkerze mit geringstem Energieaufwand eingeleitet werden kann.
  • Gemäß der Erfindung wird in einer derartigen elektrischen Zündschaltung ein Speicherkondensator mit einem Paar Entladungsfunkenstrecken in Reihe geschaltet, wobei die Überschlagsspannung einer der Funkenstrecken der Größenordnung des Höchstwertes der an dem Speicherkondensator angelegten Spannung entspricht oder auch vorzugsweise etwas größer ist, während die Überschlagsspannung der anderen Funkenstrecke von der Größenordnung der Hälfte der ersteren Funkenstrecke ist. Die Spannung für beide Funkenstrecken wird an der gemeinsamen Verbindung zwischen ihnen angelegt. Die Verbindung hat im wesentlichen das Potential der erzeugten Spannung oder das Potential Null, wobei eine Anfangsspannung durch einen Spitzentransformator oder eine Spitzendrosselspule erzeugt wird, die durch den Ladestrom des Kondensators mit Energie versorgt wird.
  • Der Kondensator kann in bekannter Weise geladen werden, z. B. mittels eines üblichen Magnetzünders oder einer Zündspule. Beispielsweise kann ein Wechselstromgenerator verwandt werden, der die für eine abgestimmte Entladung an der Elektrode oder an den Elektroden der Funkenstrecken benötigte Energie erzeugt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die an die Verbindung der beiden Funkenstrecken angelegte Spannung bei einem solchen Wert geregelt und aufrechterhalten, daß sich die volle erzeugte Spannung durch die Hochfrequenzfunkenstrecke der Zündkerze ausgleicht. In dem erforderlichen Augenblick wird eine Spitzenspannung, hier als Initial- oder Zündspannung bezeichnet, der bereits durch den Hauptstrom gelieferten Spannung derart überlagert, daß an einer der beiden Funkenstrecken ein Überschlag stattfindet. Sobald die erste Funkenstrecke mittels dieser Anordnung überbrückt ist, wird die Hauptstromspannung an die verbleibende Funkenstrecke gelegt, so daß nunmehr beide Strecken, und zwar hintereinander durch den Funken überbrückt werden.
  • Die an einer der Funkenstrecken angelegte Initialspannung wird entweder aus einer Spitzendrosselspule oder aus der Sekundärwicklung eines Spitzentransformators entnommen. Die Drosselspule oder die Primärwindungen des Transformators sind in Reihe mit dem Ladestromkreis des Speicherkondensators geschaltet, so daß eine Zündspannung entsprechend dem Stromfluß im Ladestromkreis auftritt.
  • Die benutzten Funkenstrecken sind vorzugsweise hermetisch abgeschlossen. Eine Vereinfachung der benutzten Schaltung kann dadurch erzielt werden, daß man beide Entladungsstrecken in einem einzigen, hermetisch abgeschlossenen Gehäuse anordnet. In diesem Falle können die Elektroden der beiden Funkenstrecken, die miteinander verbunden sind, durch eine einzige Zwischenelektrode ersetzt werden, die mit Abstand von jeder der beiden Außenelektroden durch einen hohlen, keramischen oder Glaszylinder gehalten und mit einer besonderen Verbindung versehen ist, die mit hermetischem Abschluß durch die Wandung des Gehäuses geführt ist.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Fig. i ist eine Zündschaltung mit Spitzentransformator; Fig. i ist eine ähnliche Zündschaltung, bei der jedoch eine Spitzendrosselspule an Stelle des in Fig. i dargestellten Spitzentransformators dargestellt ist.
  • Gemäß Fig. i dient der Erzeugerstrom, im vorliegenden Falle und zweckmäßig der Primärstrom eines Magnetzünders, dazu, um den Kondensator mit der Kapazität G1 von der Sekundärwicklung S1 des Magnetzünders aus durch die Primärwicklung T, eines Spitzentransformators zu laden. Eine Sekundärwicklung S" des Spitzentransformators ist parallel zu der Sekundärwicklung S, geschaltet, wobei eine Klemme der Wicklung Sn an den beiden in Reihe geschalteten Funkenstrecken G1 und G2 liegt. Die Spannung an der Verbindungsstelle von G1 und G2 wird während der Ladeperiode in ihrem Wert gemäß der sekundär erzeugten Spannung aufrechterhalten, weil nämlich der Spitzentransformator gesättigt wird und dadurch die Impedanz C besitzt. Die Überschlagsspannung der Funkenstrecke G2 stellt sich so ein, daß sie die überzeugte Spannung aufwiegt, während die Überschlagsspannung der Strecke G1 etwa die Hälfte der überschlagsspannung der Strecke G2 ist.
  • Wenn der Kondensator C1 die Spitzenspannung erreicht, fällt der Ladestrom in der Primärwicklung T" des Spitzentransformators auf Null zurück. Es entsteht jetzt eine Spannungsspitze an den Elektroden der Funkenstrecke G2 mit nachfolgendem Funkenüberschlag, vorausgesetzt, daß die Spannung der Sekundärwicklung S, des Spitzentransformators nicht größer ist als die Überschlagsspannung von GV Der Spitzentransformator wird in an sich bekannter Weise derart angeordnet, daß der magnetische Kraftlinienfluß bei einem gegebenen Wert des Primärstroms gesättigt ist und beim Absinken des Primärstroms auf Null eine Spitzenspannung erzeugt. Sobald die Strecke G2 überbrückt ist, tritt die Spannung des Speicherkondensators Cl an der zweiten Funkenstrecke G1 auf, und es findet ein vollständiger Überschlag an den Funkenstrecken G1 und G2 statt. Voraussetzung ist, daß die Konstanten, wie z. B. der Widerstand der Funkenstrecken G1 und G2 und die Kapazität Cl, richtig bemessen sind. Durch die beschriebene Schaltung wird es ermöglicht, daß die im Kondensator Cl aufgespeicherte Energie über den Transformator T1 in den Zündkerzenstromkreis übertritt. Da die Zündfunkenstrecke der Zündkerzen nicht überbrückt wird, ehe nicht die Kapazität Cl vorhanden ist, so tritt nur ein Zündfunke bei jeder Betätigung des Unterbrechers im Primärstromkreis des Magnetzünders und unabhängig von dessen Drehzahl auf. Steigt die Drehzahl des Magnetzünders bzw. der magnetelektrischen Vorrichtung, vergrößert sich die Ladung auch bei dem Kondensator Cl und ergibt ihrerseits wieder eine höhere Zündspannung an den Kerzen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht also eine Hochfrequenzschaltung, die durch die mit der Drehzahl steigenden Spannung charakterisiert ist, ähnlich wie bei den üblichen magnetelektrischen Zündmaschinen.
  • In Fig. a ist ein ähnlicher Stromkreis dargestellt mit der Ausnahme, daß eine Spitzendrosselspule Chp in den Ladestromkreis des Kondensators Cl eingeschaltet ist. Die Drosselspule besitzt einen Kern, der bei einem bestimmten Wert des Kondensatorladestroms gesättigt ist. Wenn der Ladestrom bei der Kondensatorspitzenspannung auf Null absinkt, entsteht auch in der Drosselspule eine Spitzenspannung, jedoch von entgegengesetztem Sinn zu der Speisespannung, indem auf diese Weise die Spannung an der Verbindungsstelle der Sekundärwicklung S1 und der Drosselspule Chp nach dem Erdpotential heruntergedrückt wird. Da es nicht möglich ist, die Verbindungsstelle unmittelbar mit dem Ladestromkreis zu koppeln, wird die Verbindungsstelle kapazitiv gespeist. Aus diesem Grunde ist der Kondensator C2 in den Stromkreis eingebaut.
  • Ein Widerstand R ist im Nebenschluß zur Strecke G2 angeordnet, um die Spannung der Verbindungsstelle von G1 und G2 während der Ladeperiode von Cl im wesentlichen auf dem Potential Null zu halten. Der Wert des Widerstandes R sollte demgemäß so sein, daß, wenn er in Verbindung mit der Kapazität C2 gehalten wird, der verhältnismäßig langsame Anstieg der durch G1 erzeugten Spannung eine kleine oder keine Spannung an G2 ergeben sollte, während die plötzlich von der Spitzendrosselspule her auftretende Spannung an G1 mit kleinstem Verlust erscheinen soll. Beim Betrieb wird die Strecke G1 durch die Spannung von Si und R gespeist, da die Impedanz von Chp während der Sättigung Null ist. Wenn die Spannung am Speicherkondensator Cl sich der Höchstspannung nähert, fällt der Ladestrom auf Null, und an der Strecke G1 entsteht eine Spitzenspannung mit Funkenüberschlag. Die volle Spannung von Cl erscheint nun an der Strecke G2, die ebenfalls überbrückt wird, wobei die Sekundärwicklung des Transformators T1 vom Zündkerzenstromkreis mit Energie versorgt wird.
  • Bei der in Fig. z dargestellten Anordnung ist die Überschlagsspannung von G1 und G2 in der Größenordnung des Höchstwertes der erzeugten Spannung oder vorzugsweise eine noch etwas höhere Spannung, während die Überschlagsspannung der Strecke G2 annähernd die Hälfte der Spannung von G1 sein sollte.
  • Während - in derartigen Zündschaltungen das beste Verhältnis der Überschlagsspannungen der Funkenstrecken 'z : i ist, können andere Verhältnisse in der Größe von etwa 1,5 : i gemäß der Erfindung und in einem Bereich von 1,5 : i bis 3 : i angewandt werden, um bestimmten Anforderungen der Schaltung, z. B. ein schnelles Abreißen des Zündfunkens, gerecht zu werden.
  • Da der Betrieb der Schaltung nur erfordert, daß die Entladungswege der Strecken G1 und G2 getrennt sind, ist es möglich, jedoch nicht notwendig, die beiden Strecken in einem Gehäuse unterzubringen. Diese Maßnahme ist nur bei Schaltungen anwendbar, bei welchen es wünschenswert ist, die Entladungsstrecken einzuschließen oder hermetisch abzuriegeln.
  • Die Zeichnung veranschaulicht Schaltungen, die von einer üblichen magnetelektrischen Zündvorrichtung gespeist werden, doch könnte statt dessen, wie oben erläutert, eine andere zweckentsprechende Vorrichtung verwendet werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Hochfrequenz-Zündschaltung für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicherkondensator (Cl) mit einem Paar in Reihe mit ihm geschalteter Entladungsfunkenstrecken (G1 und G2) verbunden ist, deren Überschlagsspannungen die in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, durch einen Spitzentransformator (Sp, T,) oder eine Spitzendrosselspule (Chp) erzeugt werden. z. Elektrische Zündschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (Sp) des Spitzentransformators, dessen Primärwicklung (T,) von dem Ladestrom des Speicherkondensators (Cl) durchflossen wird, mit einem ihrer Enden mit der Verbindungsstelle der beiden Entladungsfunkenstrecken (G1, G2) verbunden ist. 3. Elektrische Zündschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Wicklung der Spitzendrosselspule (Chp), die von dem Ladestrom des Kondensators (C1) durchflossen wird, kapazitiv mit der Verbindungsstelle der Entladungsfunkenstrecken (G1, G2) verbunden ist. q.. Elektrische Zündschaltung nach Ansprüchen z, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsfunkenstrecken (GI, G2) hermetisch abgeschlossen angeordnet sind, indem beide Strecken in einem einzigen abgeschlossenen Gehäuse mit einer einzigen Zwischenelektrode, welche eine gemeinsame Elektrode der beiden Strecken bildet, eingeschlossen sind.
DEB11789A 1947-07-02 1950-10-03 Elektrische Hochfrequenz-Zuendschaltung fuer Brennkraftmaschinen Expired DE917281C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB917281X 1947-07-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE917281C true DE917281C (de) 1954-08-30

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ID=10707623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB11789A Expired DE917281C (de) 1947-07-02 1950-10-03 Elektrische Hochfrequenz-Zuendschaltung fuer Brennkraftmaschinen

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