DE904608C

DE904608C - Electrical low-voltage ignition arrangement for internal combustion engines

Info

Publication number: DE904608C
Application number: DEP26231D
Authority: DE
Inventors: Wijtze Beije Smits
Original assignee: Smitsvonk NV
Current assignee: Smitsvonk NV
Priority date: 1945-11-01
Filing date: 1948-12-23
Publication date: 1954-02-22

Description

Elektrische Niederspannungszündanordnung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Niederspann.ungszündanordnung für Brennkraftmaschinen mit einer Stromquelle zur Erzeugung elektrischer Stromstöße, z. B. einem Magnetzünder oder einer von einer Batterie über einen Unterbrecher gespeisten Zündspule, einem Kondensator, der von der Stromquelle geladen werden kann, einer Funkenstrecke, z. B. einer Gleitfunkenzündkerze, über die der Kondensator entladen werden kann, und einem periodisch gesteuerten elektromagnetischen Schalter oder Umschalter, der den Kondensator periodisch nach seiner Abschaltung von der Stromquelle unmittelbar an die Zündkerze anschließt.Low-voltage electrical ignition arrangement for internal combustion engines The invention relates to an electrical low-voltage ignition system for internal combustion engines with a power source for generating electrical surges, e.g. B. a magneto or an ignition coil fed by a battery via an interrupter, a Capacitor that can be charged from the power source, a spark gap, e.g. B. a sliding spark plug through which the capacitor can be discharged, and a periodically controlled electromagnetic switch or changeover switch that controls the Capacitor periodically immediately after its disconnection from the power source the spark plug connects.

Die Erfindung ist insbesondere auf die Anpassung einer solchen Zündanordnung an bestehende Hochspannungszündvorrichtungen gerichtet. Sie 'besteht darin, daß der Schalter oder Umschalter von oder gleichlaufend mit jedem im Arbeitstakt des Unterbrechers gesteuerten elektrischen Ladestromstoß gesteuert wird.The invention is particularly concerned with adapting such an ignition arrangement directed to existing high voltage ignition devices. It 'consists in that the switch or toggle of or concurrently with each in the work cycle of the Interrupter controlled electrical charging current surge is controlled.

Eine in dieser Weise ausgebildete Zündanordnung mit Kondensator und Gleitfunkenkerze kann unmittelbar an den Magnetzünder oder an die Zündspule einer üblichen Hochspannungszündvorrichtung angeschlossen worden.An ignition arrangement formed in this way with a capacitor and The sliding spark plug can be connected directly to the magneto or the ignition coil conventional high-voltage ignition device has been connected.

Bei der erfindungsgemäßen Zündanordnung wird der Kondensator von den Stromstößen geladen. Um sicher zu sein, daß der Kondensator bei jedem Stromstoß eine zweckmäßige Energiemenge erhält, und um zu vermeiden, daß er diese Energie in den Ladekreis zurückgibt, muß der Kondensator sofort, nachdem der Stromstoß seine Höchstspannung erreicht hat, vom Ladekreis abgeschaltet werden. Dies erfordert eine gewisse Zeitspanne zwischen der Erzeugung des Stromstoßes und dem Ansprechen des von oder gleichzeitig mit -diesem Stromstoß gesteuerten Schalters. Zum Erreichen dieser genauen Zeitspanne wird entsprechend der Erfindung die Trägheit oder die Masse des Schalters und/oder eine besondere Dämpfung -des Schalters benutzt.In the ignition arrangement according to the invention, the capacitor is of the Charged power surges. To be sure that the capacitor is on every surge receives a suitable amount of energy, and to avoid having that energy returns to the charging circuit, the capacitor must immediately, after this the current surge has reached its maximum voltage, be switched off by the charging circuit. This requires a certain period of time between the generation of the surge and the response of the switch controlled by or simultaneously with this current surge. According to the invention, inertia is used to achieve this precise period of time or the mass of the switch and / or a special damping of the switch is used.

Für den Fall, daß bei einer Zündanordnung, die mit einer Anzahl üblicher Hochspannungszündkerzen versehen ist, nur eine oder einige dieser Zündkerzen durch eine mit einem Kondensator zusammenwirkende Gleitfunkenzündkerze ersetzt werden sollen, ist es möglich, eine Anordnung zu verwenden, bei der die von der Stromquelle erzeugten Stromstöße in üblicher Weise zu einem Verteiler geleitet werden. Zwischen dessen festen Kontakten und Erde sind die Hochspannungszündkerzen angeordnet, wobei eine oder mehrere dieser Zündkerzen durch die Reihenschaltung der Hoch- und Niederspannungswicklung eines elektromagnetischen Schalters und eines Kondensators ersetzt sind und eine Gleitfunkenzündkerze über diesen Schalter am Kondensator angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung wird die Verbindung des Verteilers für die Ladekreisunterbrechung und des Schalters für den Anschluß des Kondensators an die Gleitfunkenzündkerze an Stelle eines Umschalters für die Abschaltung des Kondensators und dessen Anschluß an die Zündkerze gebraucht. In diesem Falle wirken der Verteiler und der Schalter zusammen und bilden einen Umschalter.In the event that with an ignition arrangement that is common with a number High-voltage spark plugs are fitted, only one or some of these spark plugs through a sliding spark plug that interacts with a capacitor can be replaced it is possible to use an arrangement in which the from the power source generated current surges are conducted in the usual way to a distributor. Between whose fixed contacts and earth are the high-voltage spark plugs, whereby one or more of these spark plugs through the series connection of the high and low voltage windings an electromagnetic switch and a capacitor are replaced and one The sliding spark spark plug is connected to the capacitor via this switch. at this arrangement is the connection of the distributor for the charging circuit interruption and the switch for connecting the capacitor to the sliding spark plug instead of a switch for switching off the capacitor and its connection used on the spark plug. In this case the distributor and the switch act together and form a switch.

In der Zeichnung zeigt Fig. i ein Schaubild der elektrischen Ladestromstöße, Fig. 2, 3, .f und 5 Schaltungen nach der Erfindung, in denen ein Kondensator und ein elektromagnetischer Umschalter zwischen der Stromquelle und dem Verteiler angeordnet sind, Fig.6 eine Schaltung einer Zündanordnung, in der ein elektromagnetischer Schalter und ein Kondensator am Ausgang eines Verteilers angeschlossen sind, und Fig. 7 eine Schaltung einer Zündanordnung mit einem Umschalter und einem Kondensator, die sinngemäß nach Fig.4 geschaltet sind. Bei dieser Schaltung wirkt die Zündspule für die Erzeugung der Stromstöße auch als Magnetspule des Umschalters. .In the drawing, Fig. I shows a diagram of the electrical charging current surges, Fig. 2, 3, .f and 5 circuits according to the invention in which a capacitor and an electromagnetic switch placed between the power source and the distributor are, Fig.6 a circuit of an ignition arrangement in which an electromagnetic switch and a capacitor are connected to the output of a distributor, and FIG. 7 shows a Circuit of an ignition arrangement with a changeover switch and a capacitor, analogously are switched according to Fig.4. In this circuit, the ignition coil acts for the generation the current surges also as the solenoid of the switch. .

In der Zeichnung ist i eine Batterie, z. B. ein Akkumulator eines Kraftwagens, -> ist die Niederspannungswicklung einer Zündspule, 3 ist die Spule eines elektromagnetischen Schalters oder Umschalters, d. ist ein Unterbrecher, 5 sind dieKontakte des Unterbrechers, 6 ist der bewegliche Kontaktarm des Schalters oder Umschalters, 7 sind die Kontakte des Umschalters im Ladekreis, 8 ist ein. -einstellbarer Anschlag für den beweglichen Kontaktarm, 9 ist die Hochspannungswicklung der Zündspule, io ist eine am beweglichen Kontaktarm angeordnete Feder, i i ist ein Kondensator, 12 sind die Kontakte des Umschalters im Entladekreis, 13 ist ein Verteiler, 14 sind feste Kontakte des Verteilers und 15 sind Gleitfunkenzündkerzen.In the drawing i is a battery, e.g. B. an accumulator one Motor vehicle, -> is the low voltage winding of an ignition coil, 3 is the coil an electromagnetic switch or changeover switch, d. is a breaker, 5 are the contacts of the breaker, 6 is the movable contact arm of the switch or changeover switch, 7 are the contacts of the changeover switch in the charging circuit, 8 is a. -adjustable Stop for the movable contact arm, 9 is the high-voltage winding of the ignition coil, io is a spring arranged on the movable contact arm, i i is a capacitor, 12 are the contacts of the switch in the discharge circuit, 13 is a distributor, 14 are Fixed contacts of the distributor and 15 are sliding spark plugs.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist die Spule 3 des elektromagnetischen Schalters im Kreis der Niederspannungswicklung 2 der Zündspule angeordnet. Normalerweise wird d iese Spule vom Strom durchflossen, wodurch die Kontakte 7 geschlossen werden. Mittels eines einstellbaren: Anschlags 8 können die Kontakte 7 in einiger Entfernung voneinander getrennt gehalten werden. Wenn der Primärkreis vom Unterbrecher. unterbrochen wird, wird die Spule 3 stromlos, und es wird- ein elektrischer Stromstoß hoher Spannung in der Hochspannungswicklung 9 erzeugt. Dieser Stromstoß wird über die Kontakte 7 zum Kondensator i i geleitet, da der Umschalter infolge seiner Trägheit nicht sofort auf das Stromloswerden der Spule 3 anspricht. Eine kurze Zeit nach der Ladung des Kondensators, indem Augenblick, in dem der Stromstoß seinen Höchstwert x (in Fig. i) erreicht hat, ändert der Umschalter seine Lage unter dem Einfluß d er Feder io. Der Kondensator i i wird .dann vom Ladekreis abgeschaltet und durch das Schließen der Kontakte 12 über den Dreharm des Verteilers 13 unmittelbar mit der vom Verteiler gewähltenGleitfunkenzündkerze 15 verbunden. Infolge dieser Wirkung des Umschalters wird der Kondensator plötzlich über die Zündkerze entladen, so daß auf der wirksamen Oberfläche der Zündkerze ein kräftiger Gleitfunke erzeugt wird. Sobald die Kontakte 5 des Unterbrechers wieder geschlossen werden, zieht die Spule 3 .den Kontaktarm 6 des Umschalters wieder an und wird der Ladekreis des Kondensators i i über die Kontakte 7 aufs neue geschlossen. In der Ladestellung des Umschalters brauchen die Kontakte 7 einander nicht zu berühren. Wenn die von der Zündspule 29 erzeugte Spannung ausreichend und -der Spalt zwischen den Kontakten 7 nur eng ist, kann der Ladestrom diesen Spalt leicht überschlagen.In the circuit of FIG. 2, the coil 3 is the electromagnetic Switch arranged in the circuit of the low-voltage winding 2 of the ignition coil. Normally current flows through this coil, whereby the contacts 7 are closed. By means of an adjustable: stop 8, the contacts 7 can be at some distance are kept separate from each other. When the primary circuit from the breaker. interrupted becomes, the coil 3 is de-energized, and there is a high voltage electric current surge generated in the high voltage winding 9. This current surge is via the contacts 7 to the capacitor i i, because the changeover switch is not due to its inertia responds immediately to the de-energization of the coil 3. A short time after the charge of the capacitor by adding the instant at which the current surge reaches its maximum value x (in Fig. I), the changeover switch changes its position under the influence of the spring ok The capacitor i i is then switched off from the charging circuit and closed by closing the contacts 12 via the rotary arm of the distributor 13 directly with that of the distributor selected slide spark spark plug 15 connected. As a result of this action of the switch the capacitor is suddenly discharged through the spark plug, so that on the effective A powerful sliding spark is generated on the surface of the spark plug. As soon as the contacts 5 of the interrupter are closed again, the coil 3 pulls the contact arm 6 of the switch on again and the charging circuit of the capacitor i i via the Contacts 7 closed again. When the switch is in the charging position, they need Contacts 7 not touching each other. When the voltage generated by the ignition coil 29 The charging current can be sufficient and the gap between the contacts 7 is only narrow Slightly cross this gap.

Bei der Schaltung nach Eig. 2 ist die Spule 3 des Umschalters mit der Niederspannungswicklung 2 der Zündspule in Reihe geschaltet. In Fig. 3 und 4. ist die Spule 3 dagegen parallel zu der Niederspannungswicklung geschaltet. Diese Zündanordnungen arbeiten. weiter wie die nach Fig. 2. In Fig.4 ist der Sekundärkreis der Zündspule, d. h. der Ladekreis des Kondensators i i, völlig vom Primärkreis der Zündspule getrennt.With the circuit according to Eig. 2 is the coil 3 of the switch with the low voltage winding 2 of the ignition coil connected in series. In Figs. 3 and 4. on the other hand, the coil 3 is connected in parallel to the low-voltage winding. These Ignition assemblies are working. continue like that of Fig. 2. In Fig.4 is the secondary circuit the ignition coil, d. H. the charging circuit of the capacitor i i, entirely from the primary circuit the ignition coil disconnected.

Bei der Zündanordnung nach Fig.5 ist die Spule 3 des Umschalters mit der Hochspannungswicklung 9 der Zündspule in Reihe geschaltet. In der Zeitspanne, während welcher keine Stromstöße erzeugt werden, ist die Spule 3 des Umschalters stromlos und sind dieKontakte 7 geschlossen. Wenn ein Stromstoß erzeugt wird, wird der Kondensator über die Kontakte 7 geladen, und sofort danach wird der bewegliche Kontaktarm 6 des Schalters von der gespeisten Spule 3 in die andere Lage umgeschaltet. Der Ladekreis wird also unterbrochen und der Kondensator i i über die Kontakte 12 unmittelbar an die Gleitfunkenzündkerze 15 angeschlossen. Nach der Erzeugung des Stromstoßes und der darauffolgenden Entladung des Kondensators i i über die Zündkerze 15 geht der bewegliche Kontaktarm 6 unter dem Einfluß der Feder io zur Ladestellung zurück.In the ignition arrangement according to FIG. 5, the coil 3 of the changeover switch is connected in series with the high-voltage winding 9 of the ignition coil. During the period of time during which no current surges are generated, the coil 3 of the changeover switch is de-energized and the contacts 7 are closed. When a current surge is generated, the capacitor is charged via the contacts 7, and immediately thereafter the movable contact arm 6 of the switch is switched from the energized coil 3 to the other position. The charging circuit is thus interrupted and the capacitor ii is connected directly to the sliding spark spark plug 15 via the contacts 12. After the generation of the rush current and the subsequent discharge of the capacitor through the spark plug 1 i i 5 of the movable contact 6 comes under the influence of the spring io back to the loading position.

Fig. 6 stellt eine Zündanordnung dar, bei der nur eine von: vier üblichen Hochspannungszündkerzen 15' durch eine mit einem Kondensator arbeitende Gleitfunkenzündkerze 15 ersetzt ist. Zu diesem Zweck ist einer der festen Kontakte i -. eines üblichen Hochspannungsverteilers über die Spule 3 eines elektromagnetischen Umschalters und einen damit in Reihe geschalteten Kondensator mit der Erde verbunden.Fig. 6 illustrates an ignition arrangement in which only one of: four common High-voltage spark plugs 15 'by a sliding spark spark plug working with a capacitor 15 is replaced. For this purpose, one of the fixed contacts is i -. a common one High voltage distributor via the coil 3 of an electromagnetic switch and connected a capacitor connected in series to earth.

Der feste Kontakt des Umschalters ist mit der Spule 3 und mit dem Kondensator verbunden und der bewegliche mit der Gleitfunkenzündkerze 15. Der Verteiler und der Unterbrecher laufen, derart gleich, daß sich der Kontaktarm des Verteilers, wenn ein Stromstoß erzeugt wird, gegenüber einem festen Kontakt 14 befindet. In der dargestellten Lage des Kontaktarmes geht der Stromstoß durch die Spule 3 hindurch und lädt den Kondensator. Darauf wird der Kontaktarm des Schalters von der Spule 3 angezogen, und der Kondensator entlädt sich über die Gleitfunkenzündkerze 15, so daß zwischen ihren Elektroden ein Funke überspringt. Die Spannung des Kondensators erreicht keinen so hohen Wert, daß der Kondensator sich über die Spule 3 und den Spalt zwischen dem Dreharm des Verteilers und dem festen Kontakt 14 entladen kann. Der Kondensator kann sich daher nur über die Gleitfunkenzündkerze 15 entladen. Diese Anordnung ist nur für einen behelfsmäßigen Betrieb geeignet, z. B. in den Fällen, in denen keine Gelegenheit gegeben ist, ,den üblichen Hochspannungsverteiler durch einen der Niederspannungsschaltung entsprechenden Verteiler zu ersetzen, der mit niedrigeren Spannungen und Strömen größerer Stärke arbeitet. Im Falle der Verwendung eines Niederspannungsverteilers können mehrere Hochspannungszündkerzen durch eine Anordnung nach der Erfindung ersetzt werden.The fixed contact of the switch is with the coil 3 and with the Capacitor connected and the movable one with the sliding spark plug 15. The distributor and the breaker run in such a way that the contact arm of the distributor, when a rush current is generated, located opposite a fixed contact 14. In In the position of the contact arm shown, the current surge passes through the coil 3 and charges the capacitor. The contact arm of the switch is then removed from the coil 3 attracted, and the capacitor discharges via the sliding spark plug 15, so that a spark leaps over between their electrodes. The voltage of the capacitor does not reach such a high value that the capacitor is across the coil 3 and the Gap between the rotary arm of the manifold and the fixed contact 14 can discharge. The capacitor can therefore only discharge via the sliding spark spark plug 15. These Arrangement is only suitable for a makeshift operation, e.g. B. in the cases in which no opportunity is given, through the usual high-voltage distributor to replace a distributor corresponding to the low-voltage circuit, which is connected to lower voltages and currents of greater strength. In the case of use a low-voltage distributor can connect several high-voltage spark plugs through one Arrangement according to the invention to be replaced.

Bei den Schaltungen nach den Fig. 2 bis 6 ist eine normale Zündspule verwendet. Statt dieser kann ein Magnetzünder für die Erzeugung der Stromstöße benutzt werden. Die Anordnung nach Fig. 7 ist mit einer besonders ausgebildeten Zündspule versehen, die gleichzeitig als Umschalter arbeitet. Wenn die Niederspannungswicklung 2 gespeist wird, wird der Kontaktarm 6 von dem durch sie erzeugten Magnetfeld angezogen, und die Kontakte 7, d. h. der Ladekreis des Kondensators, werden geschlossen. Sobald der Strom in der Niederspannungswicklung 2 durch den Unterbrecher .f unterbrochen wird, wird von der Hochspannungswicklung 9 im Ladekreis ein Stromstoß erzeugt, der den Kondensator i i lädt. Sofort darauf zieht die Feder io den beweglichen Kontaktarm 6 in die andere Lage, wodurch der Ladekreis unterbrochen und der Entladekreis des Kondensators über die Kontakte 12 geschlossen werden. Der Kondensator entlädt sich dann über eine der Gleitfunkenzündkerzen 15. Diese Anordnung ist dem erfindungsgemäßen Zündvorgang völlig angepaßt, da, bereits be,stehende Teile und Einrichtungen, wie der Verteiler 13, die Zündspule oder ein. Magnetzünder einer üblichenHochspannungszündanlage benutzt werden.In the circuits of FIGS. 2 to 6, a normal ignition coil is used. Instead of this, a magneto can be used to generate the power surges. The arrangement according to FIG. 7 is provided with a specially designed ignition coil which also works as a changeover switch. When the low-voltage winding 2 is fed, the contact arm 6 is attracted by the magnetic field generated by it, and the contacts 7, ie the charging circuit of the capacitor, are closed. As soon as the current in the low-voltage winding 2 is interrupted by the interrupter .f, a current surge is generated by the high-voltage winding 9 in the charging circuit, which charges the capacitor ii. Immediately thereafter, the spring io pulls the movable contact arm 6 into the other position, whereby the charging circuit is interrupted and the discharging circuit of the capacitor is closed via the contacts 12. The capacitor then discharges via one of the sliding spark spark plugs 15. This arrangement is completely adapted to the ignition process according to the invention, since there are already existing parts and devices, such as the distributor 13, the ignition coil or a. Magnetic igniter of a standard high-voltage ignition system can be used.

Es sei bemerkt, daß der Schalter oder der Umschalter immer derart ausgeführt werden muß, daß er bei der Erzeugung eines Stromstoßes genau in dem durch x in Fig.i angegebenen Zeitpunkt arbeitet.It should be noted that the switch or the changeover switch is always such must be carried out that he is exactly in the generation of a current surge by x in Fig.i indicated time works.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric low voltage ignition arrangement for internal combustion engines with a power source for generating electrical surges, e.g. B. a magneto or an ignition coil fed by a battery via an interrupter, a Capacitor that is charged from the power source, a spark gap, e.g. B. one Sliding spark spark plug, through which the capacitor is discharged, and one periodically controlled electromagnetic switch or changeover switch that periodically changes the capacitor connects directly to the spark plug after it has been switched off from the power source, characterized in that the switch or changeover switch (3, 7, 12) of or synchronously with each electrical charging current surge generated in the work cycle of the interrupter (q.) is controlled.

2. Electrical ignition arrangement according to claim i, characterized in that that the inertia or the mass of the switch (3, 7, 12) and / or a special Attenuation of this switch for the achievement of a certain period of time between the generation of a charging current surge and the response of the switch is used.

3. The electrical ignition assembly of claim i, wherein the electrical surges are routed in the usual way to a distributor, between its fixed contacts and the earth high-voltage spark plugs are arranged, characterized in that at least one of these high-voltage spark plugs (i5 ') through the series connection of the Coil (3) of an electromagnetic switch (3, 7, 12) and a capacitor (i i) is replaced and that a sliding spark plug (i5) via switch (3, 7, 12) is connected to the capacitor (i i). Printed publications: Austrian Patent No. i6o 655.