СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ ЖАБРЕЕВА В.С. ДЛЯ МНОГОТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H01T13/50 F02P19/02 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к оборудованию для зажигания топлива в многотопливных двигателях внутреннего сгорания, преимущественно для запуска двигателей в холодных условиях.

Широко известны свечи зажигания для воспламенения топливных смесей различного состава, которые содержат электрод и создают плазменный разряд, действующий длительное время. Однако, пуск многотопливного двигателя при низких температурах с такими свечами зажигания затруднен.

Для повышения эффективности зажигания известна свеча зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с размещенным в нем центральным электродом и керамическим изолятором. Эта свеча снабжена спиралью, намотанной на центральный электрод и нагреваемой электрическим током [1] Но в условиях низких температур и при непостоянности теплообмена в камере сгорания эта свеча не обеспечивает надежного воспламенения топливной смеси из-за того, что тонкий поверхностный слой нагревательного элемента почти мгновенно остывает к моменту впрыска топлива, и воспламенение неустойчиво.

Известна также свеча зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания с центральным электродом и спиралью на нем. Центральный электрод снабжен втулкой из магнитного электропроводного материала, а нижняя часть корпуса выполнена в виде соосной электроду цилиндрической спирали, свободный конец которой соединен с электродом при помощи диска, причем втулка размещена внутри спирали [2] В связи с тем, что в свече зажигания почти вся подводимая энергия источника идет на нагрев поверхности втулки и внутренней поверхности спирали, термический КПД ее достаточно велик, что обеспечивает надежную работу многотопливного двигателя на всех режимах. Однако, при запуске холодного двигателя, преимущественно с искровым зажиганием вышеописанная свеча зажигания не обеспечит надежного запуска двигателя и эффективной его работы.

В основу изобретения положена задача создать свечу зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания, которая для обеспечения эффективное воспламенение топливовоздушной смеси при запуске двигателя в условиях низких температур в том числе для двигателей с искровым зажиганием.

Поставленная задача решается тем, что свеча зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, установленный в нем центральный электрод с керамическим изолятором и втулкой из магнитного электропроводного материала, а также размещенные вокруг втулки соосно электроду по крайней мере две цилиндрические спирали, одна из которых одним концом закреплена на нижней части корпуса, другим на диске, согласно изобретению снабжена дополнительным трубчатым электродом, расположенным в изоляторе соосно центральному электроду и со единенным с внутренней поверхностью втулки и торцом вышеупомянутого диска, а вторая спираль одним концом соединена непосредственно с центральным электродом через отверстие в диске, другой конец ее свободный.

Введение в конструкцию свечи дополнительного электрода позволяет создать электрическое поле высокой напряженности, осуществляющее ионизацию топливно-воздушной смеси.

Выполнение одной спирали со свободным концом позволяет создать искру вокруг втулки, исключив влияние на нее потоков воздуха и топливной смеси, что делает зажигание более устойчивым.

Кроме того, разогретые электроды обеспечивают искровой пробой при напряжении меньшем, чем при отсутствии разогрева электродов, а расположение обоих электродов внутри спирали увеличивает надежный запуск двигателя в условиях низких температур.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором дан общий вид свечи зажигания.

Свеча зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, в котором установлен центральный электрод 2 с керамическим изолятором 3 и втулкой 4, выполненной из магнитного электропроводного материала. Соосно центральному электроду в изоляторе 3 расположен дополнительный трубчатый электpод 5, периферийный участок которого размещен внутри втулки 4 на кольцеобразном диске 6. Вокруг втулки 4 соосно электродам 2 и 5 расположена цилиндрическая спираль, выполненная в виде двух независимых спиралей 7 и 8.

Один конец 9 первой спирали 7 закреплен на диске 6, а другой 10 на нижней части корпуса 1. Конец 11 второй спирали 8 соединен непосредственно с центральным электродом 2, а другой ее конец 12 свободный. Изолятор 3 зафиксирован в корпусе 1 через медные прокладки 13. Крепежная деталь 14. Верхняя часть 15 электрода 2 и верхняя часть 16 электрода 5 образуют коаксиальный штепсельный разъем с двумя контактами 15, к которому подводится импульсное высоковольтное напряжение искрового зажигания, и 16, к которому подводится высокочастотное напряжение.

Свеча зажигания на многотопливном двигателе работает следующим образом.

При подаче высокочастотного напряжения на трубчатый электрод 5 и корпус 1 через крепежную деталь 14 переменный ток в спирали 7 нагревает электрод 5 и втулку 4. При этом втулка 4 и спираль 7 образует катушку индуктивности с магнитопроводом. Ток высокой частоты создает магнитное поле в материале втулки 4 и за счет вихревых токов и поверхностного эффекта, слой, глубина которого определяется частотой тока, нагревается до температуры 800-1200^oC. При впрыске топлива часть его попадает через межвитковые щели в зазор между втулкой 4 и спиралями 7 и 8, при этом на центральный электрод через верхнюю часть 15 подается импульсное высоковольтное напряжение, в зазоре и между спиралями ионизируется топливно-воздушная смесь, далее происходит тепловое и искровое воспламенение топлива. Эффективность и надежность воспламенения обеспечивается созданием, благодаря введению дополнительного трубчатого электрода и раздельного подсоединения спирали со свободным вторым концом к центральному электроду, импульсного электрического поля высокой напряженности в протяженном пространстве между спиралями и втулкой с единовременным нагревом их поверхности. При нагреве напряженность пробоя уменьшается в 4-5 раз, межэлектродный объем с высоковольтным электрическим полем в десятки раз больше, чем в известных свечах искрового зажигания.

Промышленная применимость.

Свеча зажигания, согласно изобретению, с успехом может быть использована для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием при запуске холодного двигателя.

Эффективным является применением такой свечи зажигания в оборудовании транспортных средствах, эксплуатируемых в условиях низких температур.

Использование: для зажигания топлива в многотопливных двигателях внутреннего сгорания, преимущественно при запуске двигателей в холодных условиях. Сущность изобретения: свеча зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, установленный в нем центральный электрод 2 с керамическим изолятором 3 и втулкой 4 из магнитного электропроводного материала, а также размещенные вокруг втулки 4 соосно электроду 2 по крайней мере две цилиндрические спирали 7 и 8, одна из которых одним концом закреплена на нижней части корпуса 1, а другим - на диске 6. Согласно изобретению свеча снабжена дополнительным трубчатым электродом 5, расположенным в изоляторе соосно центральному электроду 2 и соединенным с внутренней поверхностью втулки 4 и торцом вышеупомянутого диска 6, а вторая спираль 8 одним концом соединена непосредственно с центральным электродом 2 через отверстие в диске 6, а другой ее конец свободный. 1 ил.

Свеча зажигания для многотопливного двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, установленный в нем центральный электрод с керамическим изолятором и втулкой из магнитного электропроводного материала, а также размещенные вокруг втулки соосно с электродом по крайней мере две цилиндрические спирали, одна из которых одним концом закреплена на нижней части корпуса, а другим на диске, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным трубчатым электродом, расположенным в изоляторе соосно с центральным электродом и соединенным с внутренней поверхностью втулки и торцом диска, а вторая спираль одним концом соединена непосредственно с центральным электродом через отверстие в диске, а другой конец ее свободный.