НАКОНЕЧНИК ДЛЯ ИСКРОВОЙ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H01T13/05 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания.

В системах зажигания бензиновых двигателей внутреннего сгорания высоковольтные провода подключают к свечам зажигания с помощью наконечников, которые, как правило, содержат корпус из электроизоляционного материала с закрепленными в нем соответствующими контактами (см. авт.св. СССР 1054856, кл. H 01 T 13/05, 1983). Снаружи корпус охватывает металлический экран, нижняя часть которого предназначена для установки на корпусе свечи зажигания.

Известно, что разряд в свече зажигания имеет две фазы: емкостную и индуктивную. Во время емкостной фазы в искровом промежутке свечи выделяется энергия, накопившаяся в емкости вторичной цепи системы зажигания. Для увеличения этой энергии и, соответственно, для увеличения мощности искрового разряда, наконечник для свеч зажигания может быть снабжен встроенным конденсатором (см. заявку РСТ 86/07206, кл. H 01 T 13/04, 1986).

Однако наличие такого конденсатора не позволяет повысить стабильность искрообразования.

Одной из причин снижения надежности работы системы зажигания является то, что в процессе работы двигателя на изоляторе свечи образуется нагрев. Это приводит к уменьшению величины вторичного напряжения и снижению энергии искры. Отрицательное воздействие нагрева может быть уменьшено за счет увеличения скорости нарастания напряжения на свече путем выполнения во вторичной цепи вспомогательного разрядного промежутка.

Известен наконечник для искровой свечи зажигания, содержащий высоковольтный конденсатор и вспомогательный разрядник (см. заявку Германии 3730120, кл. H 01 T 13/05, 1989), включенный между конденсатором и контактом для соединения со свечой зажигания. В системе зажигания, снабженной таким наконечником, при искрообразовании сначала заряжается вспомогательный конденсатор, расположенный в непосредственной близости от свечи зажигания, а затем в результате пробоя вспомогательного разрядного промежутка напряжение заряженного конденсатора прикладывается к электродам свечи зажигания. Таким образом достигается стабильность искрообразования и увеличение энергии, выделяемой в искровом промежутке свечи. Недостатком такого решения является то, что конструкция наконечника не обеспечивает достаточной стабильности пробивного напряжения вспомогательного разрядного промежутка и является сложной в изготовлении.

Задачей изобретения является создание наконечника для свечи зажигания, имеющего простую технологичную конструкцию и позволяющего повысить надежность работы системы зажигания.

Указанная задача решается путем того, что в наконечнике для искровой свечи зажигания, содержащем корпус из изоляционного материала, в котором закреплены контакты для подключения высоковольтного провода и центрального электрода свечи, металлический экран, охватывающий корпус, вспомогательный разрядник, включенный между контактами, и накопительный высоковольтный конденсатор, разрядник снабжен по меньшей мере тремя электродами, разделенными диэлектрическими проставками, имеющими форму стаканов, в днищах которых выполнены отверстия, образующие разрядные промежутки, причем одна обкладка конденсатора образована экраном, а другая крайним электродом разрядника, соединенным с контактом для подключения высоковольтного провода и имеющим форму, аналогичную форме проставок.

Выполнение разрядника с тремя и более электродами дает возможность уменьшить вспомогательные искровые промежутки и создать в них более равномерное электромагнитное поле. Таким образом обеспечивается стабилизация напряжения пробоя разрядника. Кроме того, выделение энергии на нескольких электродах, представляющих собой диски, дает возможность облегчить тепловой режим работы разрядника, уменьшить эрозию электродов и, соответственно, увеличить срок службы наконечника. Выполнение изоляционных проставок в виде стаканов с осевым отверстием в днищах обеспечивает гарантированное возникновение пробоя в отверстиях внутри разрядника (а не на краях электродов).

Наконечник может быть снабжен дополнительным конденсатором и повышающим трансформатором, первичная обмотка которого включена между разрядником и дополнительным конденсатором, а вторичная соединена с контактным устройством для подключения к центральному электроду свечи. С конструктивной точки зрения целесообразно, чтобы одна из обкладок дополнительного конденсатора была образована экраном, а другая выполнена в виде стакана, причем повышающий трансформатор выполнен кольцевым и полностью или частично размещен внутри стакана. Это позволяет увеличить величину напряжения, подаваемого на свечу зажигания, и обеспечить повышение надежности воспламенения рабочей смеси в двигателе.

На фиг. 1 представлен наконечник, содержащий разрядник, который в системе зажигания включен непосредственно между высоковольтным проводом и центральным электродом свечи; на фиг. 2 схема включения накопительного конденсатора и разрядника; на фиг. 3 наконечник, снабженный дополнительным конденсатором и повышающим трансформатором; на фиг. 4 схема включения дополнительного конденсатора и повышающего трансформатора.

Наконечник для искровой свечи зажигания содержит корпус 1 из изоляционного материала, в котором закреплены контакты 2 и 3 для подключения высоковольтного провода и центрального электрода свечи 4, металлический экран 5, охватывающий корпус, вспомогательный разрядник 6, включенный между контактами 2 и 3, и накопительный высоковольтный конденсатор 7. Разрядник 6 снабжен по меньшей мере тремя электродами 8, 9 и 10, разделенными диэлектрическими проставками 11 и 12, имеющими форму стаканов, в днищах которых выполнены отверстия 13 и 14, образующие разрядные промежутки. Одна обкладка конденсатора 7 образована экраном 5, а другая крайним электродом 8 разрядника, соединенным с контактом 2 для подключения высоковольтного провода через проводящий пружинный элемент 15.

В нижней части экран 5 имеет вертикальные прорези 16 и выдавку 17, что позволяет обеспечить его надежный контакт с шестигранником (на черт. не показан) свечи 4 зажигания. Контакт 3 для соединения с центральным электродом свечи снабжен фиксатором 18. Разрядник выполнен таким образом, чтобы напряжение его пробоя было больше пробоя искрового зазора свечи зажигания. Емкость накопительного конденсатора 7, встроенного в наконечник, при этом должна быть больше собственной емкости свечи зажигания Ссв.

Наконечник может быть снабжен дополнительным конденсатором 19 и повышающим трансформатором 20, первичная обмотка 21 которого включена между разрядником 6 и дополнительным конденсатором 19, а вторичная обмотка 22 соединена с контактом 3 для подключения к центральному электроду свечи. Одна из обкладок дополнительного конденсатора 19 образована экраном 5, а другая выполнена в виде стакана 23, причем повышающий трансформатор 20 выполнен кольцевым и полностью или частично размещен внутри стакана 23. Емкость конденсатора 19 должна быть меньше емкости конденсатора 7.

Наконечник, установленный на свечу зажигания, работает следующим образом.

При работе двигателя импульс высокого напряжения поступает на контакт 2, и накопительный конденсатор 7 заряжается до величины напряжения, обеспечивающей пробой разрядника 6. Напряжение конденсатора 7 прикладывается к свече 4 зажигания, происходит пробой основного искрового промежутка и поджиг рабочей смеси. В случае, если наконечник снабжен повышающим трансформатором 20, конденсатор 7 после пробоя разрядника 6 заряжает дополнительный конденсатор 19 через первичную обмотку 21 трансформатора. Повышенное напряжение с вторичной обмотки 22 прикладывается к свече 4 зажигания.

Использование: электрооборудование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: наконечник содержит корпус 1 из изоляционного материала, в котором закреплены контакты 2 и 3 для подключения высоковольтного провода и центрального электрода свечи 4, металлический экран 5, охватывающий корпус, вспомогательный разрядник 6, включенный между контактами 2 и 3, и накопительный высоковольтный конденсатор 7. Разрядник 6 снабжен по меньшей мере тремя электродами 8, 9 и 10, разделенными диэлектрическими проставками 11 и 12, имеющими форму стаканов, в днищах которых выполнены отверстия 13 и 14, образующие разрядные промежутки. Одна обкладка конденсатора 7 образована экраном 5, а другая крайним электродом 8 разрядника. Наконечник может быть снабжен дополнительным конденсатором 19 и повышающим трансформатором 20, первичная обмотка 21 которого включена между разрядником 6 и дополнительным конденсатором 19, а вторичная обмотка 22 соединена с контактом 3 для подключения к центральному электроду свечи. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Наконечник для искровой свечи зажигания, содержащий корпус из изоляционного материала, в котором закреплены контакты для подключения высоковольтного провода и центрального электрода свечи, металлический экран, охватывающий корпус, вспомогательный разрядник, включенный между контактами, и накопительный высоковольтный конденсатор, отличающийся тем, что разрядник снабжен по меньшей мере тремя электродами, разделенными диэлектрическими проставками, имеющими форму стаканов, в днищах которых выполнены отверстия, образующие разрядные промежутки, причем одна обкладка конденсатора образована экраном, а другая крайним электродом разрядника, соединенным с контактом для подключения высоковольтного провода и имеющим форму, аналогичную форме проставок. 2. Наконечник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным конденсатором и повышающим трансформатором, первичная обмотка которого включена между разрядником и дополнительным конденсатором, а вторичная соединена с контактным устройством для подключения к центральному электроду свечи. 3. Наконечник по п.2, отличающийся тем, что одна из обкладок дополнительного конденсатора образована экраном, а другая выполнена в виде стакана, причем повышающий трансформатор выполнен кольцевым и полностью или частично размещен внутри стакана.