DE2719809A1

DE2719809A1 - Zuendanlage fuer eine fremdgezuendete einspritz-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2719809A1
Application number: DE19772719809
Authority: DE
Inventors: Ronald Lynn Colling; Joseph Conrad Kindermann
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1976-06-10
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1977-12-15
Also published as: FR2354456A1; US4096841A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage für eine fremdgezündete Einspritz-Brennkraftmnschine.

Bei bekannten Zündanlagen dieser Art sind bisher voneinander getrennte Steuerungen für die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung verwendet worden, obwohl für beide als Parameter die Kurbelwellenstellung der Brennkraftmaschine verwendet wird. Derartige Anlagen waren daher nur in begrenztem Masse erfolgreich, da die einwandfreie Abstimmung zwischen Kraftstoffeinspritzung und Zündung Schwierigkeiten bereitete.

; Für dieselbetriebene Brennkraftmaschinen kann

eine erhebliche Verringerung des Gewichts und der'Artungskosten erreicht werden, wenn die übliche Selbstzündung durch Kerzenzündung ersetzt wird. Eine übliche Dieselmaschine be-

' nötigt zum Anlassen Glühkerzen und läuft geräuschvoller als

. eine vergleichbare Benzinmaschine. Die Selbstzündung des Kraftstoffes erfordert hohe Verdichtungsverhältnisse und beim Zünden erfolgt ein schlagartiges Abbrennen des Gemisches, wodurch die Dieselmaschine einen härteren durch Klopfen gekennzeichneten Lauf erhält. Bei Verwendung einer Zündkerzenzündung könnte dagegen das Verdichtungsverhältnis lediglich auf den thermischen Wirkungsgrad abgestimmt werden, das typische Klopfen der Dieselmaschine wäre vermieden oder zu mindesten verringert und ein Kaltstart würde erleichtert, das das Aufwärmen einer Glühkerze entfällt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine genaue Abstimmung der Kraftstoffeinspritzung auf eine Kerzenzündung bei fremdgezündeten Einspritz-Brennkraftmaschinen zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale erzielt, wobei die Zündung genau auf den Beginn der Einspritzung in de» Bereich der Zündkerze erfolgt.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer Zündanlage nach der

Erfindung,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine

Kraftstoffeinspritz-Einrichtung zur Verwen dung im Zusammenhang mit einer Zündanlage nach der Erfindung,

und Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des Zylinders einer fremdgezündeten Einspritz-Brennkraftmaschine, die mit einer Zündanlage nach der Erfindung ausgerüstet ist.

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Alle Stellen innerhalb der Schaltung, an denen Masse-potential herrscht, sind mit 5 bezeichnet. Die Versorgung .erfolgt durch eine übliche elektrische Speicherbatterie 6.

In Fig. 1 weist ein üblicher Zündschalter einen beweglichen Kontakt 7 und einen festen Kontakt 8 auf, die normalerweise getrennt sind und zum Anlassen und für den Betrieb der Maschine geschlossen sind.

Die Zündanlage nach dem Ausführungsbeispiel ist für eine Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine 10 bestimmt, die für jeden Zylinder eine Zündkerze IS, 23, 3S und 4S aufweist.

Jeder Zylinder der Brennkraftmaschine 10 hat ferner eine Kraftstoffeinspritz-Einrichtung mit einem beweglichen Glied, das bei Betätigung Kraftstoff in den Brennraum des zugeordneten Zylinders spritzt. In der Zeichnung sind diese als Block dargestellt und mit 11, 12, 13 und 14 bebezeichnet .

Fig. 2 zeigt eine druckbetätigte Kraftstoffeinspritz-Einrichting, die zur Durchführung der Erfindung j geeignet ist. Die Einspritzeinrichtung hat eine bewegliche Nadel 15 mit einem Ventilkeil 16, das normalerweise gegen

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einen entsprechenden Ventilsitz 17 durch eine Schraubendruckfeder 10 gehalten ist. Obwohl die Kraftstoffeinspritz-Einrichtuijig

. gemäss Fig. 2 durch Kraftstoffdruck betätigt wird, kann auch eine andere Ausilihrungsform gewählt werden, beispielsweise eine nocken- oder magnetgesteuerte Einrichtung.

Soll Kraftstoff eingespritzt werden, so liefert

' die nicht dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe Kraftstoff über einen Kraftstoffkanal 20 mit ausreichendem Druck zur

; Kraftstoffeinspritz-Einrichtung, wodurch die Nadel 15 vom Sitz 17 gegen die Kraft der Druckfeder 18 bewegt wird, so dass

¹ der Kraftstoff in den Brennraum 21 (Fig. 3) in der Nähe der ι Elektrode einer Kerze IS eingespritzt wird.

; Es ist eine Einrichtung zum Bilden eines elektri-

• sehen Signals vorgesehen, das eine vorgegebene Polarität hat

' und beim Einleiten der Betätigung der Nadel jeder Kraftstoffeinspritz-Einrichtung gebildet wird. In Fig. 1 ist eine bevor-

I zugte Ausführungsforiii dargestellt, bei der magnetische Ab-

I fühler 25 (l), 25 (2), 25 (3) und 25 (4) den einzelnen Krafti stoffeinspritz-Einrichtungen 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14

zugeordnet sind und die elektrischen Signale vorgegebener Polarität liefern. Jeder magnetische Abfühler 25 ist in ein Gewinde der zugeordneten Kraftstoffeinspritz-Einrichtung eingeschraubt und hat ein Polstück 26, das dicht oberhalb der

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j oberen Stirnfläche 27 des Schafts 19 der Nadel 15 liegt, wenn diese, wie in Fig. 2 dargestellt, in der Schliesslage ist.

¹ Eine gewünschte Verstärkung des von den magne-

, tischen AbfUhlern gelieferten Signals erfolgt durch Verstärkerkreise 28 (1), 28 (2), 28 (3) und 28 (4) üblichen Aufbaues. Derartige Verstärker können jedoch entbehrlich sein, wenn

! das von den magnetischen Abfühlern gelieferte elektrische Signal eine ausreichende Stärke hat, um die übrigen Teile

i der Zündanlage zu betätigen.

; Die Auslässe der Verstärker sind an entsprechende

Einlasse eines Oder-Gitters 30 bekannter Bauart angeschlossen und bei Zuleiten eines logischen 1-Ausgangssignals positiver Polarität der Verstärkerkreise liefert das Oder-Gitter 30

ein logisches 1-Ausgangssignal positiver Polarität, das an j
\ einem Widerstand 31 erscheint und über einen strombegrenzenden Widerstand 32 der Basiselektrode eines NPN-Transistors 33 zugeleitet wird.
^! Bei jedem von den magnetischen Abfühlern 25

! (1-4) auftretenden elektrischen Signal v/ird eine Zündspannung

j durch

:/einen üblichen elektronischen Zündkreis 40 und eine übliche Zündspule 41 mit einer Primärwicklung¹ 42 und einer Sekundär-

! wicklung 43 gebildet. Der elektronische Zündkreis 40 unter-

¹ bricht den Strom durch die Primärwicklung 42 in Abhängigkeit

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von dem elektrischen Signal, das einer der magnetischen Abfühler liefert, wodurch in der Sekundärwicklung 43 die Zündspannung induziert wird, die über einen üblichen Verteiler dem Zylinder der Brennkraftmaschine IO zugeleitet wird, in den gerade Kraftstoff eingespritzt wird. Beim Schliessen des beweglichen Kontakts 7 des Zündschalters wird die Spannung der Batterie 6 mit positiver Polarität an Leiter 46 und gelegt, während der andere Pol der Batterie an Masse 5 liegt. Das Ausgangssignal des Oder-Gitters 30 ist ein logisches O-Signal, das zu dieser Zeit im wesentlichen Massepotential ! hat. Mit einer Spannung an der Basiselektrode des NPN-Tran- '- sistors 33 ist dieser in seiner Emitter-Kollektor-Strecke gesperrt, so dass die Spannung am Anschlusspunkt 48 im wesentliehen der Ausgangsspannung der Batterie 6 in Bezug zum ■ Massepotential entspricht. Bei dieser positiven Spannung am Anschlusspunkt 48 ist eine Diode 50 rückwärts belastet, da der Anode und Kathode über Widerstände 51 bzw. 52 im wesentlichen die gleiche Spannung zugeleitet wird. Bei rückwärts belasteter Diode 50 erhält die Basiselektrode eines NPN-Transistors 55 über Widerstände 51 und 53 Strom, so dass der Transistor 55 in seiner Bnitter-Kollektor-Strecke leitet und damit einen Strom zur Basiselektrode eines Transistors 56 ableitet, so dass der Transistor 56 in seiner Kollektor-Enitter-

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Strecke gesperrt ist_? Bei gesperrtem Transistor 56 wird ein Strom zur Basiselektrode eines NPN-Transistors 57 über Widerstände 58 und 59 zugeleitet, so dass der Transistor 57 in seiner Kollektor-Emitter-Strecke leitet und hierbei wird ein Strom zur Basiselektrode eines NPN-Schalttransistors über einen Widerstand 61 und die Kollektor-Emitter-Strecke des leitenden Transistors 57 zugeleitet. Wird der Basiselektrode des Schalttransistibrs 60 ^trom zugeleitet, so ist dieser in seiner Emitter-Kollektor-Strecke leitend und schliesst damit den Erregerkreis für die Primärwicklung 42 der Zündspule, und zwar über folgenden Kreis: Von der positiven Klemme der Batterie 6 über die Kontakte 7 und 3 des Zündschalters, die positive Spannung führenden Leiter 46 und 47, die Primärwicklung 42, die Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors 60 zur Masse und damit zur negativen Seite der Batterie 6. Ein Widerstand 62 bedingt eine Rückwärtsbelastung der Emitterelektrode des Transistors 56, wenn der Transistor 55 umgeschaltet wird, so dass ein scharfes Abschalten eintritt, wenn der Transistor 55 leitend v/ird.

In der Annahme, dass der nächste Zylinder der

Brennkraftmaschine 10, der gezündet werden soll, der Zylinder ist, wird die Nadel ]5 der Krafts toff einspritzeinrichtung durch den Kraftstoffdruck betätigt und hierbei nach oben in

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Fig. 2 bewegt» Es wird dann Kraftstoff in den Zylinder 4 eingespritzt. Zu Beginn der Aufwärtsbewegung der Nadel bewegt

j sich deren S-chaft 19 ebenfalls nach oben und das obere Ende 27 bewegt sich schnell an dem Polstück 26 des magnetischen Abfühlers 25 (4) vorbei. Die sich ergebende Unterbrechung des • Magnetkreises wird durch den magnetischen Abfühler 25 (4) ι abgefühlt, der ein Ausgangssignal positiver Polarität liefert,

das durch den Verstärkerkreis 28 (4) verstärkt wird und dem , einen Eingang des Oder-Gitters 30 zugeleitet wird. Abhängig von diesem positiven logischen 1-Eingangssignal liefert das

: Oder-Gitter 30 ein positives logisches 1-Ausgangssignal,

■' das über den strombegrenzenden Widerstand 32 der Basiselek-

; trode des NPN-Transistors 33 zugeleitet wird. Da der Transistor 33 hierdurch in Vorwärtsrichtung belastet ist, leitet er in

^! seiner Kollektor-Emitter-Strecke, so dass der Anschlusspunkt 48 im wesentlichen Massepotential annimmt. Wird die Diode 50 durch Massepotential am Anschlusspunkt 48 vorwärts belastet, so leitet der Transistor 33 den Strom zur Basiselektrode des NPN-Transistors 55 ab, so dass dieser gespertt ist. Dann wird ein Strom zur Basiselektrode des NPN-Transistors 56 über die Widerstände 63 und 64 zugeleitet, so dass dieser in seiner Basis-Emitter-Strecke leitend wird und damit den Transistor 56 in seinem Kollektor-Emitter-Kreis leitend mdcht. Bei

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leitendem Transistor 56 wird der Strom zur Basiselektrode des NPN-Transistors 57 abgeleitet, so dass der Transistor gesperrt ist, der in diesem Falle keinen Strom zur Basiselektrode des NPN-Schalttransistors 60 liefert, so dass dieser plötzlich gesperrt wird und damit den Erregerkreis der Primärwicklung 42 der Zündspule unterbricht. Hierdurch wird in der Sekundärwicklung 43 die Zündspannung induziert, die über einen Leiter 71 zum Läufer 72 des Verteilers gelangt und über dessen Ausgangsklemme 73 und einen Leiter 74 zur Zündkerze 4S des Zylinders 4 der Brennkraftmaschine 10 geleitet wird, in den zu dieser Zeit Kraftstoff eingespritzt wird.

Dieser Vorgang wiederholt sich entsprechend der Zündfolge der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine solange die Maschine läuft.

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Claims

! Dipl.-ΙΓΠ K. Walther Bolivaal ce 9

10C0 BEfAlN 19

W/Vh-3195 _ 23.4.77

: j

! General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.

Zündanlage für eine fremdgezündete Einspritz-Brennkraftmaschine

Patentansprüche

(l./Zündanlage für eine fremdgezündete Einspritz-Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einleiten der Betätigung des beweglichen Glieds

(15) jeder Kraftstoffe.inspritz-Einrichtung (11 - 14) zum Ein-

spritzen von Kraftstoff in den zugeordneten Zylinder ( 1-4) ; ein elektrisches Signal gebildet wird, das einem Zündkreis (40)i zugeleitet wird, der eine Zündspannung liefert und der Zjndein-' richtung (41,45) dieses Zylinders zuleitet. I

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2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass dnc elektrische Signal durch den Zylindern (1-4) zugeordnete ε«Ir. !..r^.netische Abi'ühleinrichtungen ausgebildete Geber (25) gebildet v/ird.
3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch

rekennzeichnet, dass der Geber das elektrische Signal mit einer vorgegebenen Polarität bildet.

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