СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК H01T13/20 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Известна свеча зажигания ДВС, состоящая из металлического корпуса с наружной резьбой, изолятора с центральным электродом, выходящим нижним концом в камеру сгорания двигателя, а верхним концом подсоединенным к источнику высокого напряжения, и отрицательным электродом, соединенным с корпусом и имеющим вертикальный и горизонтальный участки [1]
Недостатками указанного устройства являются пространственные затруднения при воспламенении горючей смеси, вызванные экранированием искры электродами, и связанные с этим увеличенный расход топлива и повышенная токсичность выхлопных газов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, представляющее собой свечу, горизонтальный участок отрицательного электpода у которой выполнен в виде двух штырей, расходящихся от вертикального участка под углом друг к другу, при этом хотя бы один из штырей загнут в направлении к другому штырю в месте расположения их свободных концов [2]
Преимуществами указанного устройства по сравнению с предыдущим являются меньшие и пространственные затруднения при воспламенении горючей смеси вследствие того, что искра между электродами возникает не в одной плоскости, а по двум поверхностям, образованным центральным положительным и двумя штырями отрицательного электрода. Это приводит к более быстрому и полному сгоранию горючей смеси.

Недостатком данного устройства является быстрый неравномерный износ центрального электрода, обусловленный неравномерностью распределения плотности тока по поверхности нижнего конца электрода. При этом активно разрушаются участки положительного электрода, наиболее близко расположенные к отрицательному электроду. Кроме того, токсичность выхлопных газов остается достаточно высокой.

Целью изобретения является продление срока службы свечи при одновременном увеличении полноты сгорания горючей смеси и снижении токсичности выхлопных газов.

Поставленная цель достигается тем, что штыри горизонтального участка, расходящиеся в виде лучей от вертикального участка отрицательного электрода, выполнены прямыми, а на нижней плоской поверхности центрального цилиндрического электрода выполнена диаметральная риска, расположенная параллельно биссектрисе угла, образованного штырями горизонтального участка отрицательного электрода. Расходящиеся концы штырей горизонтального участка образуют между собой зазор А, а их верхние поверхности расположены в плоскости, отстоящей от нижней поверхности центрального электрода на расстояние, равное зазору В, так, что указанные величины зазоров связаны между собой отношением А/Вα где α находится в интервале от 1 до 5.

Как было установлено в ходе проведенных испытаний, наличие диаметральной риски на нижней плоской поверхности цилиндрического центрального электрода, расположенной параллельно биссектрисе угла, образованного штырями горизонтального участка отрицательного электрода, а также прямолинейная форма штырей горизонтального участка приводит к равномерному износу центрального электрода и возможности восстановления зазора В простым подгибанием штырей в вертикальной плоскости. Тем самым срок службы свечей увеличивается в 1,2-1,5 раза по сравнению с прототипом. Одновременно наблюдается снижение содержания окиси углерода в выхлопных газах и снижение расхода топлива на 100 км пробега при прочих равных условиях работы двигателя на 5-15%
На фиг. 1 и 2 представлено взаимное расположение электродов свечи, соответственно вид снизу и сбоку; на фиг. 3 и 4 износ положительного электрода при использовании соответственно устройства-прототипа и предлагаемого устройства (пунктиром показана первоначальная форма электрода).

На фиг. 1-4 показаны центральный положительный электрод 1, отрицательный электрод 2 и риска 3.

Кроме того, установлено, что степень сгорания горючей смеси, определенная по содержанию окиси углерода в выхлопных газах, зависит от отношения зазоров между центральным электродом и плоскостью, проходящей через верхние поверхности штырей отрицательного электрода (В) (фиг. 1 и 2) и зазора между расходящимися концами штырей отрицательного электрода (А).

В таблице представлены сравнительные данные по содержанию продукта неполного сгорания топлива окиси углерода в выхлопных газах при использовании устройства-прототипа и предлагаемого при различных отношениях А/В α.

Как следует из таблицы, в интервале значений от 0,25 до 10 предлагаемое устройство позволяет значительно снизить токсичность выхлопных газов. Причем наиболее оптимальным следует считать интервал 1-5. При испытаниях способа на двигателях ВАЗ и ГАЗ различных модификаций были получены аналогичные зависимости.

Использование предложенного устройства обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: продление срока службы свечи; снижение расхода топлива и токсичности выхлопных газов, а также повышение полноты сгорания топлива.

Сущность изобретения: горизонтальный участок отрицательного электрода 2 свечи выполнен в виде прямых штырей, расходящихся от вертикального участка. Зазор А между расходящимися концами штырей и зазор В между их верхней поверхностью и торцом центрального электрода 1 связаны между собой отношением: A/B = α, где α -находится в пределах от 1 до 5. На нижней плоской поверхности центрального электрода 1 выполнена диаметральная риска 3, расположенная параллельно биссектрисе угла, образованного штырями горизонтального участка отрицательного электрода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 1 табл.

1. СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, состоящая из металлического корпуса с наружной резьбой, изолятора, имеющего ось симметрии и размещенного в корпусе, центрального цилиндрического положительного электрода, расположенного в осевом отверстии изолятора и одним концом подключенного к источнику высокого напряжения, соединенного с корпусом отрицательного электрода, имеющего вертикальный и горизонтальный участки, последний из которых выполнен в виде двух штырей, расходящихся от вертикального участка под углом друг к другу, отличающаяся тем, что штыри горизонтального участка выполнены прямыми, а на плоской торцевой поверхности другого конца центрального электрода выполнена диаметральная канавка, расположенная параллельно биссектрисе угла, образованного штырями. 2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что отношение величины зазора между концами штырей отрицательного электрода к величине зазора между торцевой поверхностью центрального электрода и плоскостью, на которой находятся внутренние поверхности штырей, лежит в пределах 1 5.