УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ЗАРЯДА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02P23/04 

Изобретение относится к двигателестроению и, в частности, к карбюраторным двигателям для зажигания рабочей смеси.

Известны устройства (Михайловский Е. В. и др. Устройство автомобиля. М. , 1981, с. 160, рис. 102), содержащее прерыватель-распределитель, катушку зажигания, свечи зажигания.

Недостаток - сложность конструкции узлов и многозвенность системы, снижающие надежность в условиях эксплуатации.

В качестве прототипа технического решения является заявка Японии N 62-174569, кл. F 02 P 23/04, опубл. 1987, содержащая магнетрон, жестко закрепленный в головке блока цилиндров, металлические вставки с возможностью поглощения энергии при импульсном ее подводе.

Недостаток - большая энергоемкость и сложность устройства, что снижает его эффективность в реальных условиях эксплуатации.

Цель изобретения - повышение эффективности.

Цель достигается тем, что источник импульсного электромагнитного излучения выполнен в виде по меньшей мере одной газоразрядной лампы, расположенной в замкнутой полости со стенками, при этом стенка полости со стороны камеры сгорания выполнена прозрачной, мишень закреплена на наружной поверхности прозрачной стенки, прозрачная стенка выполнена из кварцевого стекла.

На фиг. 1 показана схема расположения блока для воспламенения заряда в двигателе внутреннего сгорания; на фиг. 2 - блок-схема для воспламенения заряда в двигателе внутреннего сгорания; на фиг. 3 - воспламенение заряда в двигателе внутреннего сгорания, вид сверху.

Устройство состоит из блока 1 воспламенения рабочей смеси, камеры 2 сгорания, импульсного электромагнитного излучателя в виде газоразрядных ламп 3 для создания импульсного светового потока интенсивностью 10000 Вт/см² при длительности импульса 10^-3с (это средние параметры серийно выпускаемых промышленностью газоразрядных ламп), инертного газа 4 для заполнения пространства газоразрядной лампы, замкнутой полости 5, образующейся между наружными поверхностями газоразрядной лампы и прозрачными стенками 6, выполненными из кварцевого стекла (при этом стенка полости со стороны камеры сгорания выполнена прозрачной) и предназначенными для размещения газоразрядных ламп, и охлаждающего светопрозрачного агента, светопоглощающей мишени 7 из жаропрочной стали, толщина которой должна быть сравнима с глубиной прогрева при импульсном электроподводе, причем эту величину можно оценить как где х - коэффициент температуропроводности, м/с; t - длительность импульса, с; т. е. толщина ее составляет несколько сот микрон мишени 7, зазор между которой и прозрачными стенками из кварцевого стекла (не показан на фиг. 1) предназначен для преобразования светового потока в тепловую энергию, температура которой обеспечивает воспламенение рабочей смеси 8 при такте "Рабочий ход", прокладки головки блока 10 цилиндров двигателя, днища 11 поршня 12 для преобразования тепловой энергии, рубашки 13 системы охлаждения двигателя, источника 14 электропитания, блока 15 разрядных конденсаторов, который в свою очередь через блок 16 управления (распределитель) подает напряжение к газоразрядным лампам 17-20, находящимся соответственно в 1, 2, 3 и 4 цилиндрах двигателя, электродов 21 газоразрядных ламп, дистиллированной воды 22, представляющей собой охлаждающий светопрозрачный агент для охлаждения наружной поверхности газоразрядных ламп.

Работа устройства. Блок 16 управления кинематически связан с коленчатым валом двигателя, поэтому подвод электроэнергии от блока 15 разрядных конденсаторов к газоразрядным лампам 17-20 происходит только в момент нахождения каждого из поршней двигателя в верхней мертвой точке при такте "Сжатие". Например, если порядок работы 1-3-2-4, то электроэнергия соответственно будет подаваться к газоразрядным лампам в следующей последовательности: 17, 19, 18 и 20.

Подвод электроэнергии к газоразрядной лампе, например 17, сопровождается возникновением импульсного светового потока между электродами 21, который происходит через слой инертного газа, имеющегося внутри газоразрядной лампы, слой кварцевого стекла (стенка 6) слой инертного газа 4 в замкнутой полости 5 преобразуется в тепловую энергию, которая нагревает до высокой температуры светопоглощающую мишень 7. Причем длительность импульса и процесс разогрева мишени не превышают 10^-3 с.

Рабочая смесь 8 воспламеняется одновременно над всей площадью днища 11 и во всем объеме камеры 2 сгорания, что обеспечивает, во-первых, получение номинального давления в камере 2 сгорания при нахождении поршня 12 при такте "Сжатие" в верхней мертвой точке, а во-вторых, снижение выброса вместе с отработанными газами отравляющих веществ.

Дальнейшее вращение коленчатого вала двигателя обеспечит подачу импульсного напряжения к следующим цилиндрам двигателя, где процесс преобразования импульсного светового потока в тепловую энергию повторяется аналогично вышеописанному.

Таким образом, цель достигается за счет мгновенного зажигания всего объема рабочей смеси в камере сгорания.

Сущность изобретения: источник импульсного электромагнитного излучения выполнен в виде по меньшей мере одной газоразрядной лампы, расположенной в замкнутой полости со стенками, при этом стенка полости со стороны камеры сгорания выполнена прозрачной, мишень закреплена на наружной поверхности прозрачной стенки, выполненной из кварцевого стекла. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ЗАРЯДА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее источник импульсного электромагнитного излучения, установленный в камере сгорания, по меньшей мере одну металлическую мишень, расположенную в последней напротив источника излучения, и коммутатор электрических импульсов, связанный с источником излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения его эффективности, источник импульсного электромагнитного излучения выполнен в виде по меньшей мере одной газоразрядной лампы, расположенной в замкнутой полости со стенками, при этом стенка полости со стороны камеры сгорания выполнена прозрачной. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мишень закреплена на наружной поверхности прозрачной стенки. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что прозрачная стенка выполнена из кварцевого стекла.