Elektrische Zündeinrichtung. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Zündeinrichtung mit einem Primär stromkreis, welcher eine Stromquelle, die Primärwicklung eines Transformators und einen Unterbrecher enthält, einem Sekundär stromkreis zur Erzeugung von Stromimpulsen einer mindestens 3000 Volt hohen Spannung, welcher Sekundärstromkreis die Sekundär wicklung des Transformators und einen Kon densator, der periodisch in diesem Sekundär stromkreis aufgeladen wird, enthält, -und mit einem eine Zündkerze aufweisenden Entla dungskreis, der jedesmal nach dem Laden des Kondensators durch eine Schaltvorrich tung mit dem Kondensator verbunden wird.
Erfindungsgemäss ist die Schaltvorrichtung ein Schalter, welcher synchron mit dem Un terbrechen der Kontakte des Unterbrechers in eine Lage gestellt wird, in der der Kondensa tor für seine Entladung unmittelbar an die Zündkerze angeschlossen ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes sind im nachfolgenden mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Ladungsimpulse.
Die Fig.2 bis 7 sind Schaltschemas ver schiedener Ausführungsbeispiele.
Beim plötzlichen Verschwinden des magne tischen Flusses in der die Niederspannungs wicklung bildenden Primärwicklung eines Transformators entsteht in der Sekundärwick lung ein Spannungsstoss hoher Amplitude. Dieser Spannungsimpuls kann als eine Ex ponentialfunktion entsprechend der Fig. 1 dargestellt werden. Entsprechend seiner Ka pazität kann ein Kondensator, wenn er im richtigen Moment an die Sekundärwicklung geschaltet wird, auf einen Spannungswert auf geladen werden, der zum Vergleich mit einer Batteriespannung, die die Primärwicklung des Transformators speist, hoch ist.
Die Fig.2 zeigt ein erstes Ausführungs beispiel der Einrichtung nach der Erfindung. Darin bedeutet 1 die Batterie, die den Strom kreis der Primärwicklung 2 eines Autotrans formators, welcher aus dieser Primärwick lung 2 und einer Sekundärwicklung 9 besteht, mit Strom versorgt. Die Magnetspule 3 dient zum Schalten des Umschalters 6 bis 8, und der Unterbrecher 4 mit den Kontakten 5 wird von einem rotierenden Nocken gesteuert. Wenn der Kontakt 5 geschlossen ist, fliesst Strom über die Primärwicklung 2 und die Magnet spule 3, wobei die letztere die Armatur 6 an zieht; dadurch wird der Kontakt 7 geschlos sen oder je nach der Einstellung der Schraube ä eine kleine Distanz von etwa 0,01 cm vom Kontakt entfernt angehalten.
Wenn der Kon takt 5 durch den Steuernocken unterbrochen wird, so verschwindet der magnetische Fluss, wodurch ein Hochspannungsimpuls in der Sekundärwicklung erregt wird. Dieser Impuls wird, um den Kondensator 11 aufzuladen, über die geschlossenen oder sehr wenig von einander entfernten Kontakte 7 auf den er- wähnten Kondensator 11 geführt. Gleichzei tig wird die Magnetspule 3 entmagnetisiert, so dass die Armatur 6 von der Feder 10 ange zogen wird und den Kontakt 12 schliesst. Die Zeitkonstante der Magnetspule 3, die Träg heit der Armatur 6 und die Federkraft 10 sind derart gewählt,
dass die Unterbrechung des Ladestromkreises durch die Kontakte 7 zweckmässigerweise in einem solchen Moment erfolgt, in dem die Spannung des Ladungs- impulses nahe bei ihrem Maximalwert liegt und mindestens 70 % ihres Maximalwertes aufweist, damit der Kondensator 11 mit einer relativ hohen Spannung aufgeladen bleibt.
In der kurzen Zeit nach der Unterbrechung des Ladestromkreises durch den Kontakt 7 schliesst die Armatur 6 den Kontakt 12, wo durch der Kondensator 11 an den rotierenden Kontaktarm des Verteilers 13 angeschlossen wird. An die festen Kontakte des Verteilers sind über abgehende Leitungen die Zündkerzen der Verbrennungskraftmaschine angeschlos sen.
Der Steuernocken des Unterbrechers 4 und der rotierende Kontaktarm des Vertei lers 13 sind so verbunden, dass jedesmal die Kontakte 12 geschlossen werden, wenn der rotierende Kontaktarm des Verteilers über einen feststehenden Kontakt desselben gleitet, so dass der Kondensator 11 über die Funken strecke der Zündkerzen entladen wird, wo durch ein. Zündfunke sehr kurzer Dauer und grosser Intensität erzeugt wird.
Die Einrichtung mit dem Schema nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 dadurch, dass die Magnetspule 3 par allel zur Primärwicklung 2 liegt.
Beim Beispiel nach Fig. 4 bildet die Induk tionsspule einen normalen Transformator, dessen Primär- und Sekundärwicklungen 2 und 9 voneinander getrennt sind. Die Spule 3 liegt parallel zur Primärwicklung 2.
Beim Beispiel nach Fig. 5 ist die Spule 3 des magnetischen Umschalters mit der Hoch- spannungswickhing 9 der Induktionsspule in Serie geschaltet. Wenn der Unterbrecher 4 den Stromkreis der Primärwicklung unter bricht, so erzeugt er einen Impuls in der Se- kundärwicklung 9, der durch die Spule 3 über die Kontakte 7 fliesst und den Kondensa tor 11 auflädt.
Der durch den Hochspannungsimpuls er regte Magnet zieht die Armatur an, wodurch der Kontakt 7 unterbrochen und der Kontakt 12 geschlossen wird, wobei der Kondensator 11 sich über die Zündkerze entlädt. In diesem Falle müssen der Unterbrecher 4 und der Ver teiler miteinander genau synchronisiert sein, da die Armatur 6 mittels der Feder 10 zu rückgezogen wird und die Kontakte 7 sofort nach der Erzeugung des Ladungsimpulses wie der geschlossen werden.
Die Fig. 6 zeigt eine Zündeinrichtung, in der drei von vier Zündkerzen mit der Hoch spannungswicklung der Induktionsspule mit tels des Verteilers auf normale Art verbunden sind. Die vierte Zündkerze ist mit der Arma tur eines Magnetschalters verbunden, dessen Spule 3 zwischen dem verbleibenden festen Kontakt 14 des Verteilers und einem Konden sator liegt. Wenn der rotierende Arm des Verteilers über den Kontakt 14 gleitet, wird der Kondensator mittels des Hochspannungs impulses geladen.
Eine sehr kurze Zeit nach her zieht die Spule 3 die Armatur an, wo durch der Kondensator über die Zündkerze entladen wird. Die Vorrichtung, die aus dem Kondensator und dem magnetischen Schalter besteht, kann als eine Einheit aufgefasst wer den, die zweckmässigerweise zwischen das Ende des normalen Hochspannungskabels und die Zündkerze geschaltet werden kann.
In den Ausführungsformen entsprechend den Fig. 2 bis 6 sind gewöhnliche Induk tionsspulen 2, 9 verwendet. Diese Induktions spulen und die diese speisenden Batterien kön nen durch' normale rotierende Magnetzünder mit -umlaufenden permanenten Magneten und festen Ankerspulen ersetzt werden.
Beim Beispiel nach Fig. 7 ist die Primär wicklung 2 des Transformators gleichzeitig als Magnetspule für die Betätigung des Um schalters verwendet. Wenn die Kontakte 5 des Unterbrechers mittels des Steuernockens getrennt werden und dadurch der primäre Stromkreis des Transformators 2, 9 unterbro chen wird, wird ein Ladungsimpuls in der Sekundärwicklung 9 erzeugt. Wenn die An ziehung der Armatur 6 durch den 1-lagnet des Transformators endet, wird die Armatur durch die Feder 10 zurückgezogen, so dass die Kontakte 7 sich öffnen und die Kontakte 12 sieh schliessen, wodurch der Kondensator 11 über den Verteiler 13 und eine Zündkerze entladen wird.
Es hat. sich gezeigt, dass Spannungen von 3000 Volt genügend lioeh sind, um einen Kon densator geeigneter Kapazität derart zu la den, dass dessen Entladung in einer Zünd kerze einen zufriedenstellenden Zündfunken ergibt. Das bedeutet, dass die Zündanlage nach der Erfindung für Spannungen von etwa '3000 Volt anstatt wie bis anhin für Span nungen von 15 000 Volt uzend 30 000 Volt ge baut werden kann. Es ist offensichtlich, dass Induktionsspulen und Magnetzünder sowie die Kabel für eine Spannung von 3000 Volt viel billiger und zuverlässiger sind als die bis jetzt gebräuchlichen, welche Spannungen von 75 000 bis 30 000 Volt aushalten müssen.
Es ist ersichtlich, dass die Umschaltung des Schalters in dem Moment der Exponential- funktion stattfinden muss, die zur Ladung des Kondensators am günstigsten ist. Es ist zweckmässig, dass die Frequenz der natürli chen Vibrationen des Umsehalters immer hö her ist als die Frequenz der maximalen An zahl Zündimpulse, die über den genannten Schalter fliessen. Die Frequenz der natiir- lichen Vibrationen des U msehalters hängt von der Trägheit der Armatur und der Feder 10, die vorteilhafterweise einstellbar ausgeführt. ist, ab.
Die Trägheit des beweglichen Schal terteils ermöglicht es somit, eine Zeitspanne zwischen der Erzeugung des Ladungsimpulses und des Verbindens des Kondensators mit dem Entladungskreis einzulegen.
Electric ignition device. The invention relates to an electric ignition device with a primary circuit which contains a power source, the primary winding of a transformer and an interrupter, a secondary circuit for generating current pulses of at least 3000 volts high voltage, which secondary circuit is the secondary winding of the transformer and a Kon capacitor, which is periodically charged in this secondary circuit, contains -and with a discharge circuit having a spark plug, which is connected to the capacitor each time after the capacitor is charged by a switching device.
According to the invention, the switching device is a switch which is set synchronously with the Un interruption of the contacts of the interrupter in a position in which the capacitor is connected directly to the spark plug for its discharge.
Embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with the help of the drawing.
Figure 1 is a graph of the charge pulses.
FIGS. 2 to 7 are circuit diagrams of various exemplary embodiments.
When the magnetic flux in the primary winding of a transformer, which forms the low-voltage winding, suddenly disappears, a high-amplitude voltage surge occurs in the secondary winding. This voltage pulse can be represented as an exponential function according to FIG. Depending on its capacity, a capacitor, if it is connected to the secondary winding at the right moment, can be charged to a voltage value that is high in comparison with a battery voltage that feeds the primary winding of the transformer.
2 shows a first embodiment example of the device according to the invention. 1 means the battery that supplies the power circuit of the primary winding 2 of an autotransformer, which consists of this primary winding 2 and a secondary winding 9. The solenoid 3 is used to switch the switch 6 to 8, and the breaker 4 with the contacts 5 is controlled by a rotating cam. When the contact 5 is closed, current flows through the primary winding 2 and the magnet coil 3, the latter pulling the armature 6 on; as a result, the contact 7 is closed or, depending on the setting of the screw - stopped a small distance of about 0.01 cm from the contact.
If the con tact 5 is interrupted by the control cam, the magnetic flux disappears, whereby a high voltage pulse is excited in the secondary winding. In order to charge the capacitor 11, this pulse is passed to the aforementioned capacitor 11 via the contacts 7 which are closed or which are very slightly apart. Simultaneously, the magnet coil 3 is demagnetized, so that the armature 6 is pulled by the spring 10 and the contact 12 closes. The time constant of the solenoid 3, the inertia of the armature 6 and the spring force 10 are selected such that
that the interruption of the charging circuit by the contacts 7 expediently takes place at a moment in which the voltage of the charge pulse is close to its maximum value and at least 70% of its maximum value, so that the capacitor 11 remains charged with a relatively high voltage.
In the short time after the charging circuit has been interrupted by the contact 7, the fitting 6 closes the contact 12, where the capacitor 11 connects to the rotating contact arm of the distributor 13. The spark plugs of the internal combustion engine are connected to the fixed contacts of the distributor via outgoing lines.
The control cam of the interrupter 4 and the rotating contact arm of the distributor 13 are connected in such a way that the contacts 12 are closed each time the rotating contact arm of the distributor slides over a fixed contact of the same, so that the capacitor 11 discharges over the spark gap of the spark plugs will where by one. Spark of very short duration and great intensity is generated.
The device with the scheme according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that the magnetic coil 3 is parallel to the primary winding 2.
In the example of Fig. 4, the induction coil forms a normal transformer, the primary and secondary windings 2 and 9 are separated from each other. The coil 3 lies parallel to the primary winding 2.
In the example according to FIG. 5, the coil 3 of the magnetic changeover switch is connected in series with the high-voltage winding 9 of the induction coil. If the interrupter 4 interrupts the circuit of the primary winding, it generates a pulse in the secondary winding 9, which flows through the coil 3 via the contacts 7 and charges the capacitor 11.
The magnet excited by the high voltage pulse attracts the armature, whereby the contact 7 is interrupted and the contact 12 is closed, the capacitor 11 discharging through the spark plug. In this case, the breaker 4 and the United divider must be precisely synchronized with each other, since the armature 6 is withdrawn by means of the spring 10 and the contacts 7 are closed immediately after the generation of the charge pulse.
Fig. 6 shows an ignition device in which three of four spark plugs are connected to the high voltage winding of the induction coil with means of the distributor in the normal way. The fourth spark plug is connected to the armature of a magnetic switch, the coil 3 of which is located between the remaining fixed contact 14 of the distributor and a capacitor. When the rotating arm of the distributor slides over the contact 14, the capacitor is charged by means of the high voltage pulse.
A very short time afterwards, the coil 3 attracts the armature, where the capacitor discharges via the spark plug. The device, which consists of the capacitor and the magnetic switch, can be viewed as a unit that can be conveniently connected between the end of the normal high-voltage cable and the spark plug.
In the embodiments according to FIGS. 2 to 6, ordinary induction coils 2, 9 are used. These induction coils and the batteries that feed them can be replaced by 'normal rotating magneto ignition with rotating permanent magnets and fixed armature coils.
In the example of Fig. 7, the primary winding 2 of the transformer is also used as a solenoid for actuating the order switch. When the contacts 5 of the interrupter are separated by means of the control cam and the primary circuit of the transformer 2, 9 is interrupted as a result, a charge pulse is generated in the secondary winding 9. When the pulling of the armature 6 by the 1-magnet of the transformer ends, the armature is withdrawn by the spring 10, so that the contacts 7 open and the contacts 12 close, whereby the capacitor 11 via the distributor 13 and a spark plug is discharged.
It has. It has been shown that voltages of 3000 volts are sufficient to charge a capacitor of suitable capacity in such a way that its discharge in a spark plug results in a satisfactory ignition spark. This means that the ignition system according to the invention can be built for voltages of about 3000 volts instead of as previously for voltages of 15,000 volts uzend 30,000 volts. It is obvious that induction coils and magnetos, as well as the cables for a voltage of 3000 volts, are much cheaper and more reliable than those currently in use, which have to withstand voltages of 75,000 to 30,000 volts.
It can be seen that the switch must be switched at the moment of the exponential function that is most favorable for charging the capacitor. It is advisable that the frequency of the natural vibrations of the switch is always higher than the frequency of the maximum number of ignition pulses that flow through the switch mentioned. The frequency of the natural vibrations of the U msehalters depends on the inertia of the fitting and the spring 10, which are advantageously designed to be adjustable. is off.
The inertia of the movable switch part thus makes it possible to insert a period of time between the generation of the charge pulse and the connection of the capacitor to the discharge circuit.