Moja kariera motocyklowa zaczęła się na początku lat 60-tych, od motocykla Miński 125cm3, który był w rodzinie za sprawa Ojca, który dojeżdżał do pracy odległej o kilka kilometrów od domu. W kolejnych latach Ojciec miał Javę 175cm3 i Junaka 350cm3, więc na bieżąco byłem świadkiem eksploatacyjnych problemów naszych motorów. Wspominając tamte lata muszę odnotować, również  powszechne problemy użytkowników motocykli podczas   prób uruchomienia silnika. Widok motocykla pchanego przez całą rodzinę, bo motocykl nie chciał zapalić, był dość powszechny na  osiedlu. Wspominając tamte czasy dochodzę do wniosku, że  w/w problemy eksploatacyjne motocykli  wynikały z braku podstawowej znajomości systemu zapłonowego oraz możliwych procedur jego regulacji i sprawdzenia. Powszechne luki w znajomości techniki motocyklowej w tamtych latach wśród użytkowników motorów,  powodowały częste problemy z ich odpaleniem, co do dzisiaj stanowi dla mnie zagadkę techniczna, a nawet kompleks z braku wiedzy na ten temat. 

GB15411, GB189715411A Improved Electic Ignition for Gas Engine, Robert Bosch, Data patentu: 31.07.1897.  Urządzenie to charakteryzuje się zamocowaniem w mechanizmie pomiędzy biegunami silnych magnesów podwójnej cewki indukcyjnej Siemensa, wokół której zamocowane  są  wahadłowo elementy służąca do przewodzenia linii sił strumienia magnetycznych, które  mogą  poruszać się tam i z powrotem, przecinając linie sił strumienia pola magnetycznego.

Na załączonym rysunku zilustrowano, urządzenie zapłonowe tego rodzaju: Fig.1 pokazuje przekrój prostopadły;  Fig.2 przekrój poziomy.  Cewka indukcyjna Siemens jest zachowana w tym urządzeniu, ale jego zwora a jest nieruchoma i trwale połączona śrubami c z urządzeniem b. Dlatego też na jednym końcu uzwojenia może znajdować się cewka indukcyjna przykręcona do twornika, z której prąd może przepływać przez śruby do korpusu aparatu i tak dalej, bez konieczności przechodzenia przez powierzchnie, które stawiają opór w wyniku smarowanie.    Pomiędzy nabiegunnikami k, k magnesów l są  umieszczone elementy, która są poruszana wahadłowo na nieruchomej armaturze za pomocą wałka sterującego lub za pomocą innych odpowiednich środków w celu zamknięcia strumienia magnetycznego.  Elementy są  utworzone z dwóch krążków h,h zamocowanych na osiach i,i, do których przymocowane są paski g, g miękkiego żelaza stykające się z twornikiem. Jak widać z tego opisu, ciężar części ruchomych,  składających się z pasków g, g i krążków h, które niejako odwracają pole magnetyczne linie sił są zredukowane do niewielkiego ułamka ciężaru, jaki dotychczas posiadała ruchoma armatura. Ta zaleta ma znaczenie zwłaszcza w silnikach silnikowych takie jak są stosowane w motocyklach, ponieważ te, gdy są uformowane jako silniki dwucylindrowe, często pracują z niezwykle dużą prędkością. Według wynalazku kolektor prądu jest zlikwidowany, ponieważ izolowany koniec uzwojenia d może być połączony z izolowanym zaciskiem e lub f przymocowanym do korpusu urządzenia. Zastosowanie nabiegunnika k jest opcjonalne. To samo można nawet całkowicie zlikwidować lub same magnesy mogą się obrócić w celu uzyskania niezbędnego zbliżenia lub zmniejszenia odległości między nabiegunnikami k, a żelaznymi paskami g. Magnesy podkowiaste l mogą oczywiście być zbudowane z jednego kawałka lub z kilku części, zależnie od potrzeb. Dla  łatwiejszego zrozumienia  rozwiązania można odwołać się do uproszczonego rysunku ilustrującego sposoby wzbudzenia napięcia w.n. poprzez zmianę natężenie pola magnetycznego wokół twornika.

DE156117,  DE000000156117A Magnetelektrische Zündvorrichtung für Explosionskraftmaschinen, Robert Bosch, Data patentu: 7.01.1902 (Magnetyczne elektryczne urządzenie zapłonowe do silników wybuchowych).  Wynalazek dotyczy magneto-elektrycznych urządzeń zapłonowych do silników spalinowych, w których iskry zapłonowe  są indukowane przez nagłe przerwanie zwartego uzwojenia twornika lub jego części.

Fig.1-przedstawia uproszczony schemat iskrownika, Fig.2 i 3 przedstawiają podobne urządzenia  z niewiel-kimi modyfikacjami.

Istota działania iskrownika polega zasadniczo na tym, że w wzbudnikach magnetycznych opisanego  typu nabiegunniki twornika i nasadki są ukształtowane w taki sposób, że po wytworzeniu iskry w obwodzie  nie może nastąpić nagły spadek napięcia. Z uzwojeniem b twornika obrotowego α, który jest zwarty w dowolnym miejscu,  połączone są  za pomocą przewodów c d, dwie elektrody prądowe  e, f, które są odizolowane od siebie w znany sposób i włożone do wnętrza cylindra.  Uzwojenie  b połączone jest przewodami  g, h  z  kondensatorem  i   i przerywaczem l, który jest sterowany przez tarczę  k,  z wgłębieniem  lub w inny odpowiedni sposób.  Gdy twornik a z uzwojeniem  b jest wprawiana w ruch obrotowy, w jego uzwojeniu indukowana jest  są siła elektromotoryczna. w polu magnetycznym aparatu. Jeżeli uzwojenie jest teraz częściowo zwarte jak na Fig.1 lub całkowicie jak na Fig. 2, prąd płynący w zwartym uzwojeniu wytwarza linie sił magnetycznych w tworniku, które przeciwdziałają istniejącemu polu magnetycznemu, do pewnego stopnia odpychają istniejące linie sił. Gdy tylko obwód zostanie przerwany, przeciwdziałanie linii sił generowanych w tworniku ustaje. W wyniku nagłej zmiany liczby linii sił pola magnetycznego napięcie w uzwojeniu twornika wzrasta do tego stopnia, że powstaje  ​​iskra, która przechodzi pomiędzy złączkami prądowymi e, f świecy zapłonowej. Jednakże, ponieważ wysunięte nabiegunniki twornika  nie pozwalają na nagłe przerwanie przepływu linii sił pola magnetycznego, napięcie nie spada natychmiast do zera i łuk pozostaje, dopóki napięcie nie przejdzie przez zero. Doświadczenie pokazuje, że ten czas jest wystarczający, aby bezpiecznie zapalić  występującą mieszankę gazów spalinowych. Kondensator i, który jest podłączony równolegle do styków  przerywacza, ma na celu jak najszybsze wywołanie przerwania. Zamiast jednego ciągłego można zastosować dwa oddzielne uzwojenia Fig.3, z których jedno jest umieszczone w obwodzie przerywacza, podczas gdy w drugim generowane jest wysokie napięcie. Aparatura może oczywiście być wykorzystywana w ten sam sposób nie tylko do obracania twornikiem, ale także do ruchu oscylacyjnego twornika.

GB137855A Improvements in and relating to ignition arrangements for internal combustion engines, Bosch, Data patentu: 2.12.1920. Przedmiotem patentu jest układ zapłonowy do dwucylindrowego dwusuwowego silnika spalinowego z korbami przesuniętymi względem siebie o 180 stopni, w postaci generatora magneto wyposażonego w koło zamachowego z twornikami przesuniętymi względem siebie o 180 stopni, dzięki którym, zgodnie ze sposobem pracy wspomnianych silników, przy każdym półobrocie wału korbowego wytwarzana jest iskra zapłonowa.  Iskra ta musi być jednak wytwarzana tylko w cylindrze, w którym tłok znajduje się w górnym punkcie martwym i należy zapobiegać powstawaniu iskier w drugim cylindrze, którego tłok znajduje się w dolnym położeniu. Dotychczas stosowane w tym celu urządzenie składa się z rozdzielacza prądu wysokiego napięcia, za pomocą którego prąd wysokiego napięcia używany do wytwarzania iskry zapłonowej jest przewodzony przy każdym półobrocie koła zamachowego.

Magneto-generator koła zamachowego zgodnie z wynalazkiem jest zilustrowany za pomocą przykładu na rysunku. Magnes koła zamachowego a działa w połączeniu z dwiema cewkami b, c przemieszczonymi o 180 stopni, a uzwojenia wysokiego i niskiego napięcia, odpowiednio d, e lub f, g, są połączone szeregowo.  Gdzie h jest wspólnym przerywaczem, a kondensator i  jest wspólny dla obu cewek. Przewody wysokiego napięcia o, p, prowadzące do świec zapłonowych m, n są połączone naprzemiennie szczotkami węglowymi k, l  z obracającym się palcem rozdzielacza q połączonym z korpusem maszyny, tak że konkretny przewodnik wysokiego napięcia, w którym nie ma być wytwarzana iskra zapalająca, jest zwierany do masy. W momencie iskrzenia prąd przepływa przez konkretną świecę zapłonową – w przykładzie zilustrowaną na rysunku przez świecę zapłonową n  – do korpusu maszyny; podczas gdy w tym samym momencie drugi drut wysokiego napięcia jest również połączony przez segment q. z korpusem maszyny, tak że obwód dwóch seryjnie połączonych uzwojeń o wysokim napięciu jest zamknięty.

 US3564581 IGNITION SYSTEM, Frederick L. Winterburn, Data patentu: 16.04.1971. Przedmiotem patent jest układ zapłonowy CDI-Capacitor Discharge Ignition w którym do wytworzenia iskry elektrycznej w świecy zapłonowej wykorzystuje się prąd płynący w wyniku rozładowywania kondensatora. Kondensator jest ładowany poprzez przetwornice Step-Up podwyższając napięcie zasilaną  z ACG – Alternating Current Generator lub akumulatora a następnie jest elektronicznie rozładowywany w obwodzie pierwotnym cewki zapłonowej. generując impuls w.n.  po wtórnej stronie cewki, inicjując zapłon i spalanie mieszanki paliwowej w cylindrze.

FIG.1 jest schematem obwodu układu zapłonowego zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIG.2 to wykres ilustrujący przebieg wyjściowy tranzystorowego oscylatora, który dostarcza prąd do okresowo rozładowującego się kondensatora w układzie zapłonowym skonstruowanym zgodnie z wynalazkiem; FIG.3 pokazuje przebieg napięcia w punktach rozdzielacza, przebieg napięcia na jednym zacisku kondensatora używanego do wyzwalania prostownika sterowanego krzemem oraz przebieg wyzwalający pojawiający się na zacisku bramki prostownika sterowanego krzemem w układzie zapłonowym FIG.1;  FIG.4 to schemat obwodu zapłonu zgodnie z wynalazkiem do stosowania w układzie o dodatnim uziemieniu.

Schemat obwodu  układu zapłonowego zbudowanego według wynalazku jest przedstawiony na FIG.1, na której pokazano konwencjonalne styki przerywacza mechanicznego 19  i cewkę 15 zwykłego silnika spalinowego wewnętrznego spalania. Tranzystorowy zasilacz w układzie oscylatora przeciwsobnego 10  zawiera tranzystory Q1 i Q2 połączone przez rezystory R1, R2, R3 i R4 ze sobą i z uzwojeniem pierwotnym transformatora T1. Prąd wyjściowy uzwojenia wtórnego transformatora T1 jest prostowany przez diody D1,D2,D3 i D4, kształt fali wyjściowej wyprostowanego prądu jest wygładzany przez kondensator C1. Oscylator jest zasilany przez środkowy zaczep uzwojenia pierwotnego transformatora T1, który na przykład w pojeździe silnikowym jest połączony z akumulatorem pojazdu za pomocą wyłącznika zapłonu 17. Kondensator C3 zapewnia uziemienie AC wyłącznika zapłonu.

Zaciski dodatnie i ujemne cewki 15 są połączone odpowiednio z jednym zaciskiem kondensator C4  oraz  masą. Drugi zacisk kondensatora C4 jest połączony z zaciskiem wyjściowym 11 tranzystorowego zasilacza. Do zacisku 11 podłączona jest również anoda sterowanego prostownika krzemowego 13, a katoda prostownika 13 jest podłączona do masy. Zacisk bramki 12 sterowanego prostownika 13 jest połączony z kondensatorem wyzwalającym C2, który z kolei jest połączony z diodą D5 równolegle z rezystorem R6. Pozostałe zaciski rezystora R6  i  diody D5  są  połączone  z  jednym zaciskiem 18  przerywacza mechanicznego 14, którego  drugi zacisk 19  jest podłączony do masy.  Zacisk 18 przerywacza połączony jest przez styk 16 i rezystor R7 z dodatnim zaciskiem akumulatora  przez wyłącznik zapłonu 17. Rezystor R5 jest podłączony między masą a zaciskiem bramki 12 prostownika 13.

Podczas pracy kondensator rozładowujący C4  jest ładowany przez zasilacz tranzystorowy i rozładowuje się przez prostownik 13 i uzwojenie pierwotne cewki 15. Prostownik 13  przewodzi prąd, gdy pojawi się odpowiedni dodatni impuls wyzwalający, przyłożony do zacisku bramki 12. Ten impuls wyzwalający jest dostarczany przez szybkie ładowanie kondensatora wyzwalającego C2 z akumulatora przez diodę D5 w odpowiedzi na otwarcie punktów przerywacza 14. Gdy kondensator C2  jest prawie całkowicie naładowany, impuls wyzwalający ustaje, a następnie kondensator C2 rozładowuje się  przez rezystor R6 gdy styki 14 są zamknięte. Rezystor R6 i dioda D5 zapobiega przepływowi impulsu wyzwalającego do bramy 12 po odbiciu styków  przerywacza  14 po zwarciu. Ponieważ styki przerywacza  są używane tylko do inicjowania wyzwalania prostownika 13, odstęp między nimi nie jest krytyczny, a problemy z synchronizacją są pomijane. Kształt fali wyjściowej przy stosunkowo niskich prędkościach obrotowych silnika (takich jak podczas rozruchu) oscylatora stosowanego w zasilaczu układu zapłonowego 1, pokazano na FIG.2. Na tym rysunku krzywa A przedstawia kształt fali wyjściowej oscylatora przed prostowaniem, przy napięciu zasilania akumulatora 12V. Krzywa B ilustruje równoważny przebieg wyjściowy przy napięciu zasilania akumulatora 6V (które może wystąpić podczas rozruchu silnika przez rozrusznik). Zasilanie jest korzystnie zaprojektowane tak, aby przy wejściowym napięciu stałym 12V (napięcie znamionowe dla większości pojazdów silnikowych) tranzystory Q1 i Q2 przewodziły naprzemiennie i prawie dokładnie sekwencyjnie, jedyne opóźnienie między przewodzeniem jednego tranzystora a przewodzeniem drugiego tranzystora będące wynikiem indukcyjności rozproszenia w transformatorze T1. To niewielkie opóźnienie skutkuje bardzo niewielkim przejściowym szczytem napięcia na początku okresu przewodzenia każdego tranzystora, jak wskazuje  krzywa  A na FIG.2. Jeśli napięcie akumulatora spadnie poniżej napięcia znamionowego 12 V, opóźnienie między okresami przewodzenia dwóch tranzystorów w zmarszczki, powodujące wzrost napięcia przejściowego na początku każdego okresu oscylacji. Jest to wskazane przez krzywą B na FIG.2. W związku z tym szczytowe napięcie wyjściowe z oscylatora tranzystorowego na początku każdej połówki fali wyjściowej oscylatora jest znacznie wyższe niż średnie napięcie wyjściowe, które spada proporcjonalnie do napięcia zasilania akumulatora, a skok napięcia jest prawie tak wysoki przy niskim napięciu akumulatora, jaki jest przy wysokim napięciu akumulatora. Dlatego  kondensator C4  jest ładowany w większości przez początkowe szczyty wysokiego napięcia wyjściowego oscylatora tranzystorowego, a kondensator C4 otrzymuje zadowalający ładunek prawie tak samo szybko przy napięciu wejściowym akumulatora 6V, tak jak przy napięciu znamionowym akumulatora 12V.

Aby zadowalające ładowanie kondensatora C4 odbywało się przy dużych prędkościach obrotowych silnika, konieczne jest, aby częstotliwość oscylacji oscylatora zasilającego była wysoka w stosunku do częstotliwości roboczej układu jako całości (tj. liczby rozładowań na sekundę kondensatora C4). Ośmiocylindrowy silnik pracujący z prędkością 7000 obr/m w przybliżeniu stanowi górną granicę prędkości obrotowych konwencjonalnych silników samochodowych, a zatem można racjonalnie oczekiwać częstotliwości roboczej nie większej niż 500 cykli na sekundę dla systemu jako całości, jeśli ma on być stosowany w konwencjonalnych samochodach. Dlatego częstotliwość oscylacji 5000 cykli lub więcej na sekundę byłaby zadowalająca dla tranzystorowego oscylatora. Materiał rdzenia transformatora musi być dobrany tak, aby pomieścić częstotliwości tego rzędu wielkości. Ponieważ konwencjonalna cewka zapłonowa stosowana w większości silników spalinowych nie wytrzyma napięć pierwotnych znacznie wyższych niż 200 woltów,  to ogranicza   maksymalną wartość  napięcia wyjściowego  zasilacza 10.  Aby dostarczyć iskrę wysokoenergetyczny, konieczne jest zatem wybranie stosunkowo wysokiej wartości pojemności dla kondensatora C4. Jeśli jednak kondensator C4  ma dużą  pojemność, zasilacz 10 musi być w stanie dostarczyć stosunkowo wysoki prąd, aby naładować kondensator, a prostownik sterowany  13 musi być w stanie wytrzymać wysokie prądy rozładowania. Przy dużych prędkościach obrotowych silnika konieczne będzie naładowanie kondensatora C4 w ciągu około 2 milisekund, co determinuje  wybór  wartości pojemności kondensatora C4.  Aby prostownik sterowany 13 został wyłączony po rozładowaniu kondensatora C4, przed następnym cyklem pracy, do zacisku bramki 12 należy przyłożyć bardzo krótki impuls wyzwalający. Sterowany prostownik 13 będzie przewodził prąd,  gdy  zarówno jego bramka, jak i potencjały anodowe będą zerowe lub ujemne, to dlatego, aby szybko wyłączyć prostownik  13, konieczne jest, aby potencjał na zacisku bramki 12 był wystarczająco niski, gdy kondensator C4 zakończył rozładowanie. Osiąga się to poprzez wybranie niskiej wartości pojemności dla kondensatora C2, aby kondensator C2 mógł być całkowicie naładowany do czasu rozładowania kondensatora C4.  Dla normalnej pracy silnika spalinowego maksymalny czas, w którym impuls wyzwalający może być przyłożony do prostownika sterowanego silikonem 13, wynosi 15 mikrosekund. Jednak kondensator C2 musi mieć wystarczająco wysoką pojemność, aby kondensator dostarczał wystarczającą ilość prądu, aby wyzwolić prostownik  13. Zapobieganie przypadkowemu wyzwoleniu w wyniku odbicia styków przerywacza po ich początkowym zamknięciu jest realizowane przez rezystor R6.  Przebieg  E, Fig.3 pokazuje zmiany napięcia w punktach odbicia styków przerywacza (zjawisko odskoku) bardzo krótko po jego zamknięciu. Gdyby rezystor R6 został zastąpiony zwarciem, odskok styków tworząc niepożądaną iskrę uruchomiłoby prostownik.  Ale ze względu na obecność rezystora R6, kondensator C2 nie może się natychmiast rozładować ale rozładowuje się więc chwilowo po zamknięciu oraz całkuje napięcie wywołane  odbiciem styków  (krzywa F), ale nie kończy rozładowania, dopóki punkty nie zostaną mocno zamknięte. Wynikowy impuls wyzwalający jest pokazany w ej formie fali G. Ponieważ kondensator C2 pozostaje prawie w pełni naładowany podczas odbicia (z powodu działania tłumiącego rezystora R6), fałszywe impulsy wyzwalające spowodowane odbijaniem punktów są pomijane podczas  wyzwalania prostownika 13. Natomiast kondensator C2 może ładować się niemal natychmiast, gdy punkty są otwarte z powodu przewodzenia diody D5. Kondensator C3 ma dwie funkcje. Po pierwsze, kompensuje indukcyjność przewodów w przewodach prowadzących z wyłącznika zapłonu i zapewnia uziemienie AC dla odbitych stanów przejściowych napięcia spowodowanych przez zasilacz 10. Po drugie, skoki napięcia spowodowane stanami przejściowymi w innych urządzeniach podłączonych do wyłącznika zapłonu (na przykład rozruszniku silnika) są blokowane z masa . W przeciwnym razie takie skoki mogą spowodować fałszywe wyzwalanie prostownika sterowanego 13. Z kolei  rezystancja rezystora R6 musi być starannie dobrana, aby kondensator C2 mógł się odpowiednio rozładować w okresie, w którym styki przerywacza  są zamknięte, przy maksymalnych prędkościach obrotowych silnika. Zbyt wysoka wartość rezystancji dla rezystora R6 będzie miała wpływ na zapobieganie wyzwalaniu prostownika przy dużych prędkościach obrotowych silnika.

Rezystancja rezystora R7 jest wybrana tak, aby była na tyle duża, aby nadmierny prąd nie przepływał przez punkty wyłączników, gdy są zamknięte oraz musi być na tyle mała, aby kondensator C2 uzyskał wystarczający prąd ładowania z akumulatora, aby wytworzyć impuls wyzwalający, gdy styki przerywacza się otworzą. Oczywiście należy unikać spalania punktowego i wyładowań łukowych, nie tylko dlatego, że spalanie wymaga częstej wymiany styków przerywacza, ale także dlatego, że łuk punktowy powoduje duży szum radiowy. Przy odpowiednim doborze R7 problemy te nie są poważne.

PL131501B Układ zapłonowy iskrownika elektronicznego do silników spalinowych, Dezamet, Stanisław Wrona, Data patentu: 29.08.1986.  Przedmiotem wynalazku jest układ zapłonowy iskrownika elektronicznego do silników spalinowych działający bez zewnętrznego zasilania napięciem stałym i bez przerywacza mechanicznego, zapewniającego wytwarzanie jednej iskry zapłonowej na jeden obrót koła magnesowego w szerokim zakresie prędkości obrotowych, przy zachowaniu tolerancji wykonania części uzyskiwanych w seryjnej produkcji iskrowników.

Układ według wynalazku składa się  się z wirującego koła magnesowego i nieruchomego statora z umieszczonymi na nim cewkami zasilającą i wyzwalania oraz z układu elektronicznego, w którym indukowane w tych cewkach napięcia przekształcane są na impulsy wysokiego napięcia powodujące przeskok iskry na świecy zapłonowej. Napięcie cewki wyzwalającej ma charakter impulsu generowanego jeden raz na obrót, przy określonym położeniu koła magnesowego względem statora. Istotą wynalazku jest zastosowanie w obwodzie formowania impulsów wyzwalających, w skład którego wchodzi układ równoległy złożony z rezystora i kondensatora włączony szeregowo z diodą pomiędzy niepołączony z masą koniec cewki wyzwalania, a bramkę tyrystora, dodatkowego rezystora, połączonego równolegle do cewki wyzwalania. Anoda tyrystora połączona jest z cewką zasilającą poprzez diodą. Na rdzeniu cewki zasilającej umieszczono dodatkowe uzwojenie zwarte na krótko. Zalety takiego układu są następujące: wytwarza on jedną iskrę zapłonową na jeden obrót iskrownika w zakresie od 400 do 10000 obr/min, a długość iskry w całym tym zakresie zawiera się w granicach 6-9 mm. Jest to szczególnie ważne przy niskich obrotach silnika ze względu na ułatwienie rozruchu, a także dla wydłużenia żywotności świec zapłonowych. Zastosowanie w obwodzie formowania impulsów wyzwalających dodatkowego rezystora połączonego równolegle do cewki wyzwalania znacznie poprawia odporność układu na indukowane w cewce wyzwalania, napięcia zakłócające i zapewnia występowanie tylko jednej iskry zapłonowej na jeden obrót koła magnesowego, nawet przy dość dużych odchyłkach w wykonaniu i montażu części iskrownika, jakie mogą wystąpić w produkcji seryjnej. Układ cechuje się dużą niezawodnością ze względu na zastosowanie zwartych zwojów eliminujących nadmierne wzrosty napięć przy dużych prędkościach obrotowych.

Układ zapłonowy iskrownika elektronicznego według załączonego rysunku składa się z kondensatora C1, który jest ładowany napięciem z cewki zasilającej L1 poprzez diodę D1, a rozładowany jest przez pierwotne uzwojenie cewki wysokiego napięcia L3,  co w wyniku daje przeskok iskry na świecy Z.  Moment pojawienia się iskry ustala fakt wystąpienia napięcia sterującego na cewce wyzwalania L2, które poprzez układ formowania impulsów powoduje odblokowanie tyrystora Th i rozładowanie kondensatora C1. Układ formowania impulsów składa się z rezystora R1 połączonego równolegle do cewki wyzwalania L2 oraz obwodu równoległego złożonego z rezystora R2 i kondensatora C2 wyłączonego szeregowo z diodą D3 pomiędzy niepołączonymi z masą koniec cewki wyzwalania L2, a bramkę tyrystora Th. Na rdzeniu cewki zasilającej L1 umieszczono dodatkowe uzwojenie L1′ zwarte na krótko, którego zadaniem jest zapewnienie stałej długości iskry niezależnie od prędkości obrotowej oraz zabezpieczenie układu przed wysokimi napięciami, które mogłyby wystąpić przy dużych prędkościach obrotowych.

Wnioski

W trakcie analizy patentowej układów zapłonowych silników spalinowych dawniej i dzisiaj wyrównałem rachunki kompleksów, które towarzyszyły mi w latach prób eksploatacji motorów Ojca. Lepiej późno niż wcale uzupełnić wiedzę z zakresu w/w układów, tym bardziej, że przedstawione opisy patentowe mogą znacząco wyjaśnić potencjalnym użytkownikom motocykli zasadę  działania historycznych  i współczesnych układów zapłonowych. Dla prawdziwych miłośników dwóch kółek polecam stronę Vintage Motorcycle Tuning Garage (vmtg.pl), która w bardzo czytelny i prosty sposób  omawia meandry iskrowników w historycznych motorach i elektroniczne układy zapłonowe na podstronach: Iskrownik w motocyklu zabytkowym (vmtg.pl),  Elektroniczny układ zapłonowy sterowany mikrokontrolerem (vmtg.pl)

Reasumując w technice motocyklowej obecnie można się spotkać z dwoma typami układów zapłonu :

I – CDI-Capacitor Discharge Ignition, który posiada wbudowany kondensator elektrolityczny do rozruchu, który  jest ładowany przez bezpośrednie połączenie z napięciem z ACG – Alternating Current Generator lub akumulatora. Naładowany kondensator jest rozładowywany cyklicznie, generując wysokie napięcie po wtórnej stronie cewki, inicjując zapłon i spalanie mieszanki paliwowej.

Do zalet tego układu można zaliczyć  stabilny zapłon nawet  w zakresie wysokich obrotów oraz możliwy zapłon  nawet bez podłączenia akumulatora.

II TCI (Tranistor Controlled Igniter), który zawiera zawiera  tranzystor mocy który kluczuje prąd z akumulatora w pierwotnym uzwojeni cewki zapłonowej  W.N .  W momencie  odcięcia  tranzystora, przestaje płynąc prąd w obwodzie,  co wywołuje   nagłą zmiana prądu w uzwojeniu pierwotnym cewki zapłonowej , która  generuje wysokie napięcie po wtórnej stronie cewki stanowiące źródło iskry w świecy zapłonowej  inicjujące zapłon mieszanki paliwowej w silniku.

Podobnie jak w pierwszym przypadku,  do  zalet układu  TCI można zaliczyć  stabilny zapłon nawet  w zakresie wysokich obrotów oraz możliwy zapłon  nawet bez podłączenia akumulatora.

REMINISCENCJA

Zamykając ten temat muszę jednak jeszcze raz podkreślić fakt, że  w motocyklach z mojej młodości  podstawowym elementem, decydującym o jego sprawności, było „magneto". Ta popularna nazwa określa iskrownik z warującymi magnesami stałymi, zdolny do wytwarzania okresowo wysokiego napięcia, które powoduje zapłon mieszanki w komorze spalania oraz wytwarza prąd zmienny o nieustalonej częstotliwości, napięciu i natężeniu, przeznaczony do oświetlania motocykla oraz do ładowania akumulatora. Iskrownik stanowił układ magnesów i cewki o dwóch uzwojeniach. Jedno z uzwojeń cewki wraz z układem magnesów stanowi prądnicę, tzn. ruch magnesów indukował w tym uzwojeniu zmienne napięcie elektryczne co oznacza, że prąd wytwarzany przez prądnicę był  prądem o zmiennym natężeniu; jego częstość odpowiada prędkości kątowej obracającego się układu magnesów (a ta jest z kolei określana przez częstość obrotów wału silnika). Przepływ tego prądu indukowało napięcie elektryczne w drugim uzwojeniu cewki, przy czym cewka była  tak skonstruowana, że w tym drugim uzwojeniu powstaje wysokie napięcie, na zasadzie podobnej jak w zwykłym transformatorze. Iskrownik zaopatrzony jest jeszcze w specjalny przerywacz, który przerywa prąd w pierwotnym uzwojeniu cewki w chwili, gdy osiąga on maksymalną wartość. Pozwała to uzyskać możliwie wysokie napięcie w uzwojeniu wtórnym, sięgające nawet kilkunastu tysięcy woltów. Na schemacie pokazano główne elementy „magneta". Prąd w uzwojeniu pierwotnym, przy zamkniętym przerywaczu, płynie poprzez masę do drugiego końca uzwojenia cewki, a równocześnie ładuje kondensator. Ponieważ jednak krzywka na wale w pewnym położeniu naciska na jedno z ramion przerywacza powodując jego rozwarcie, w układzie niskiego napięcia zanika gwałtownie przepływ prądu, wywołujący przez zjawisko indukcji powstanie napięcia w poszczególnych zwojach w układzie wysokiego napięcia.

Stosunek tego wtórnego napięcia jest wprost proporcjonalny do stosunku uzwojeń napięcia niskiego i wysokiego. Ażeby uzyskać niezbędne napięcie do powstania łuku elektrycznego między elektrodami świecy, konieczne jest uzyskanie kilku tysięcy woltów. Ponieważ maksymalne napięcie w układzie niskiego napięcia osiąga wartość 200 woltów, dlatego też stosuje się kilkadziesiąt tysięcy zwojów w części wysokiego napięcia, w celu uzyskania żądanych 8—12 tysięcy V. Tak duża ilość uzwojenia wymaga stosowania bardzo cienkiego drutu o izolacji lakierowej oraz przedzielenia poszczególnych warstw zwojów dodatkowym materiałem izolacyjnym, ponieważ maksymalne napięcie pomiędzy poszczególnymi uzwojeniami, graniczącymi z sobą na skrajach, osiągać może 1000 V. Ostatnie zwoje połączone są z kablem wysokiego napięcia i ze świecą, a całość jest dobrze izolowana. Ażeby zapobiec spalaniu się styków przerywacza, pomiędzy którymi powstaje łuk elektryczny odpowiadający częstotliwości obrotów wału silnika, stosuje się kondensator spełniający niejako rolę akumulatora, który równocześnie zwiększa napięcie w układzie niskiego napięcia w chwili rozwarcia styków. Dolna cewka posiadająca zwiększoną ilość grubego uzwojenia przeznaczona jest jedynie do wytwarzania prądu niezbędnego do zasilania żarówek i akumulatora (przez prostownik). Ważnym elementem decydującym o napięciu na świecy, była wielkość szczeliny między rdzeniem cewek a powierzchnią wirujących magnesów. Powinna ona być możliwie najmniejsza. Młody Technik 03-1969

Materiał filmowy CDI Capacitor Discharge Ignition Circuit Demo

DO SIEGO ROKU 2022 DLA DOCIEKLIWYCH CZYTELNIKÓW życzy autor.