СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02P15/00 

Изобретение относится к технологии сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания, преимущественно к двигателям с зажиганием от электрической искры и системам зажигания, обеспечивающим высокую энергию искры.

Процесс сгорания топлива в двигателях с воспламенением от искры делится на три фазы: начальная формирование развитого фронта пламени, которая определятся химическими свойствами топливо-воздушной смеси, основная - распространение фронта пламени на большую часть камеры сгорания, приводящее к сгоранию основной массы смеси, при этом скорость распространения пламени на несколько порядков выше, чем при первой фазе; конечная завершение сгорания рабочей смеси за фронтом пламени и догорание ее в слоях, прилегающих к стенкам камеры сгорания.

Развитие начальной фазы зависит от энергии, выделяемой при искровом разряде, его длительность от зазора между электродами свечи зажигания. Воспламенение происходит при достаточной концентрации в разряде активных частиц. За критерий воспламенения принимается скорость реакции, зависящей от величины разрядного тока.

Экспериментально установлено, что для надежного зажигания смеси энергия, выделяемая на свече, должна быть 15-30 мДж, а продолжительность разряда составляет 1-3 мс.

Процесс лавинообразной активации горения химически активными частицами снижает на 10% расход топлива и уменьшает выбросы СО в 4,7 раза, CH на 6% При лавинообразной активации горения при повышении КПД на 10-20% используют для воспламенения топливной смеси горячие радикалы и атом-радикалы с температурой 1700-2200^oC. Свободные радикалы можно использовать в качестве источника тепловой энергии для двигателей, при этом необходимо их получение перед сгоранием.

В основе использования свободных радикалов в качестве источника тепловой энергии для двигателей лежит тот факт, что диссоциация молекул на свободные радикалы происходит с большим поглощением энергии. При рекомбинации же происходит выделение энергии.

Энергия, выделяющаяся при рекомбинации свободных радикалов, значительно больше энергии, выделяющейся при сгорании такого же количества топлива этого же вещества в среде кислорода (воздуха).

При работе двигателя рассматривают следующие режимы:
режим малых нагрузок, особенно при больших частотах вращения коленчатого вала двигателя, когда сокращается время, отводимое на процесс сгорания рабочей смеси, увеличивается доля остаточных газов в цилиндре, уменьшается давление и температура смеси в конце такта сжатия;
режим пуска двигателя характеризуется неоднородностью смеси, низкими температурой и давлением;
режим холостого хода рабочая смесь переобогащается и сильно разбавляется остаточными газами;
переходные и неустановившиеся режимы, при которых смесь обогащается или обедняется.

При эксплуатации двигателей часто неустановившиеся режимы являются практически основными.

Работа двигателя в неустановившемся режиме приводит к значительному сокращению моторесурса двигателя (до 50%), увеличенному расходу топлива (на 40% и более) на единицу произведенной двигателем работы или на 10-15% против тех значений, которые указываются в технических условиях.

Изучение работы автомобильных двигателей показывает, что в условиях интенсивного городского движения неустановившиеся режимы составляют 80-97% на грунтовых дорогах 92% и на загородных магистралях 34% Все режимы сопровождаются одновременным изменением нагрузки и частоты вращения коленчатого вала. Анализ режимов работы показывает, что основными эксплуатационными режимами являются разгон (54%) и торможение (30%).

В результате сгорания рабочей смеси по трем вышеуказанным фазам выделяется теплота, которая распределяется на два основных вида (табл.1): полезно используемая теплота и потери теплоты. Количество теплоты, которое полезно используется, составляет 25-32%
Для снижения потерь теплоты используют как конструктивные, так и технологические решения. Например, повышение сита октанового числа бензина, впрыск бензина непосредственно в цилиндр несколько снижает потери тепла, но КПД процесса существенно не повышается, так как процесс сгорания состоит из тех же указанных выше трех фаз, что не позволяет ничего изменить.

Так как двигатель в основном работает в неустановившемся режиме, а при нем состав горючей смеси отличается от стехиометрического состава в сторону обеднения или обогащения. При этом режиме скорость горения снижается, вызывая снижение КПД процесса и выброса вредных веществ.

Известен способ сжигания топливо-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания, основанный на расслоении заряда топливо-воздушной смеси на богатую часть, примыкающую к первой свече зажигания, и бедную часть, расположенную на расстоянии от первой свечи, и воспламенении свечой зажигания (патент США N 4124003, кл. F 02 B 39/22, Нкл. 123-119Е, 1978 ).

Недостатком указанного способа сжигания топливо-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания является практическая невозможность получения достаточной экономичности двигателя, так как, чтобы часть сжатой смеси в общем объеме камеры сгорания сделать богатой, необходимо переместить примерно 20% воздуха из одной части в другую, выделив из воздуха пары топлива, т. е. разделить на слои и отдельно их сжигать. В движущемся потоке газов (конец такта сжатия) разделение заряда на богатую и бедную части практически неосуществимо.

Известен способ сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания, при котором воспламенение топливо-воздушной смеси (заряда) производится свечой зажигания, создающей разряд с энергией около 200 мДж, вызывающий ударный нагрев и ионизацию заряда в плазменной полости. При этом свеча зажигания размещена в плазменной полости за пределами камеры сгорания и соединяется с ней при помощи отверстия (патент США N 4203393, кл. F 02 B 17/00, Нкл. 123-30Д, 1980).

Недостаток указанного технического решения в слишком малой энергии для ударного нагрева и ионизации заряда, т.к. плазменная полость слишком далеко расположена от камеры сгорания и много энергии теряется на процессы, происходящие в самой плазменной полости: диссоциация молекул, потеря энергии ионов при ударе о стенку и т.д. и только небольшая часть ионов поступает через отверстие в камеру сгорания для производства воспламенения заряда на уровне обычного искрового зажигания.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ сжигания топливо-воздушной смеси, основанный на раздельном и одновременном впуске в цилиндр топливо-воздушной смеси и воздуха, формировании расслоенного заряда, воспламенении топливо-воздушного слоя свечой зажигания, последовательном выжигании топлива в слоях [1]
Данный способ предполагает повышение экономичности двигателя путем раздельного впуска топливо-воздушной смеси и увеличения впуска воздуха, формирование в цилиндре расслоенного заряда, расположенного в разных сторонах цилиндра. Расслоенный заряд, состоящий из воздуха и топливо-воздушной смеси, только частично перемешивается в граничных зонах, и остается в сжатом состоянии ближе к свече зажигания. Происходит последовательное выжигание топлива в слоях для использования энергии продуктов сгорания.

Реально же при открытии впускного клапана через кольцевую щель топливо-воздушная смесь и воздух будут поступать в цилиндр под углом 45^o со скоростью 50-130 м/с. Струи указанных потоков, ударяясь о стенки цилиндра и движущегося навстречу поршня со средней скоростью 16 м/с, образуют вихри и обратные потоки, которые встречаются с входными новыми порциями газов и хорошо перемешиваются. Первоначально перемешанная смесь при впуске сжимается. При сжатии смесь движется в сторону свечи. Объем смеси уменьшается при степени сжатия 10 в 10 раз. Температура свежей смеси повышается от 20 до 480^oC в конце сжатия. При повышении температуры происходит испарение топлива и в конце такта сжатия в камере сгорания цилиндра будет находиться гомогенная топливо-воздушная смесь. Нагретую до 480^oC топливо-воздушную смесь, сжатую до минимального объема и непрерывно движущуюся разделить на слои богатой и бедной смеси практически невозможно, следовательно, невозможно достичь достаточно высокого КПД при рассмотренном способе сжигания. При этом доля топлива, затрачиваемая на производство работы, значительно загрязняет окружающую среду.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая генератор переменного тока низкого напряжения, соединенный через выпрямитель с аккумуляторной батареей, к которой подключен электронный преобразователь, выводы которого соединены с третьим накопительным конденсатором, блок бесконтактного управления свечами [2]
Недостатками указанного технического решения являются следующие: низкий КПД (10%), при котором невозможно получение плазмы путем использования пинч-эффекта, так как КПД инч-разряда составляет 5% и для получения пинчевого разряда с самосжатием плазмы энергия питающей конденсаторной батареи должна быть не менее 5 кДж. Такую энергию можно получить в конденсаторной батарее, если от источника энергии подавать 200 кВт.

Чтобы по указанному техническому решению получить пинч-эффект, искровой разряд должен протекать в пределах от 2 до 60 нс. В цилиндре двигателя за такое время процесс не будет осуществляться, так как при подаче на свечу круто возрастающего напряжения (главное условие получения пинч-эффекта) требуется определенное время до возникновения искры. Это время зависит от структуры металлических поверхностей электродов и покрывающего их слоя оксида. Электроды свечей зажигания всегда покрыты слоем оксидов, а этот слой тормозит или полностью прекращает выход электронов с поверхности металла и проходит достаточно много микросекунд до пробоя искры при заданном пробойной напряжении и в итоге происходит обычный искровой разряд.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, повышение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания, повышение экологической безопасности окружающей среды.

Для решения поставленной задачи по известному способу сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания при раздельном и одновременном впуске в цилиндр топливо-воздушной смеси и воздуха, включающему ионизацию, воспламенение топливо-воздушной смеси свечой зажигания, ионизацию осуществляют на уровне ион-радикалов, а энергию, выделяемую в процессе рекомбинации последних, используют для совершения полезной работы двигателем, при этом для образования ион-радикалов используют энергию конденсированной электрической искры, которая составляет не менее 10 мДж и не более 3% от энергии, вырабатываемой двигателем.

Осуществляют предлагаемый способ следующим образом.

В конце такта сжатия топливной смеси происходит реакция образования радикалов, когда температура достигает 480^oC при давлении 1,8 МПа. Термическое разложение происходит с образованием свободных радикалов. Далее следует процесс воспламенения от электрической искры и сгорание.

Процесс образования ион-радикалов зависит от энергии конденсированной электрической искры. Температура искры должна находиться в пределах 10000-40000^oC, которая определяется величиной энергии, подаваемой на свечу, а именно не менее 10 мДж и не более 3% от энергии, выделяемой двигателем.

Искровой разряд осуществляется в камере сгорания в газовой среде, состоящей в основном из азота, кислорода и углеводородов. Указанной выше энергии достаточно для образования следующих излучений: теплового, ультрафиолетового в видимой части спектра, а в более коротковолновой - ультразвукового и электромагнитного. Создается при этом ударная волна со скоростью 1,8 м/с.

Все виды излучений действуют на все компоненты топливной смеси. Образуется поток электронов из плазмы канала искры. Сильное магнитное поле выталкивает плазму из зазора между электродами со скоростью 2-4•10⁴ м/с. Электроны плазмы движутся со скоростью 6•10⁶ м/с, происходит ионизация молекул газов, частично диссоциируют молекулы азота и кислорода, образуют другие молекулы и атомы. Ионизация происходит на всем фронте движения электронов и во всем объеме камеры сгорания под действием излучений. Совершается обмен электронами. При ионизации электронами кислорода образуются ион-радикалы кислороды. Образовавшиеся ион-радикалы кислорода, атомарные кислород и азот являются химически активными элементами, которые вступают во взаимодействие с частично расщепленными углеводородами и окончательно превращают их в ион-радикалы.

Таким образом, приготовленная из углеводородов при больших скоростях электрон-ион-молекулярных реакций и перемешанная ударной волной активная смесь сгорит полностью при очень энергичных цепных реакциях с отсутствием вредных выбросов при любых режимах работы двигателя. Следовательно, значительно повысится КПД двигателя и не будет происходить загрязнения окружающей среды.

Для решения поставленной задачи известная система зажигания, содержащая генератор переменного тока низкого напряжения, соединенный через выпрямитель с аккумуляторной батареей, к которой подключен электронный преобразователь, выводы которого соединены с третьим накопительным конденсатором, блок бесконтактного управления и блок управления свечами, дополнительно снабжена генератором переменного тока напряжением 0,5-40 кВ и мощностью не более 3% от мощности, развиваемой двигателем, в одну из шин которого перед выпрямителем включен первый конденсатор, соединенный с резонансным контуром, содержащим второй накопительный конденсатор, индуктивность и электронный ключ, к выводам которого подключен третий накопительный конденсатор, одна из обкладок которого соединена с первичной обмоткой трансформатора зажигания, а другая через встречно соединенные тиристоры с другим выводом первичной обмотки трансформатора зажигания, при этом выводы встречно соединенных тиристоров соединены с блоком бесконтактного управления зажиганием, а вторичная обмотка трансформатора зажигания через электронный переключатель соединена с одной из свечей зажигания.

При этом первичная обмотка трансформатора зажигания содержит 3-10 витков, а количество витков вторичной обмотки определяется величиной напряжения, подаваемого на свечу зажигания, электроды свечи зажигания выполнены подвижными с автоматическим регулированием расстояния между ними.

Изображение поясняется чертежом.

Система зажигания содержит генератор переменного тока низкого напряжения 1, на выходе которого расположен выпрямитель 2, параллельно которому подключена аккумуляторная батарея 3, выполняющая функцию резервного источника тока, выводы которой подсоединены к преобразователю 4, служащему для повышения напряжения генератора 1 или аккумуляторной батареи 3.

Система зажигания снабжена дополнительным генератором переменного тока 5, на выходе которого установлен полупроводниковый выпрямитель 6 и первый накопительный конденсатор 7, обеспечивающий питание резонансному контуру 8, включающему катушку индуктивности 9, второй накопительный конденсатор 10, электронный ключ 11 (в данной схеме тиристор), при этом третий накопительный конденсатор 12 накапливает энергию для искрового разряда и соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора 13, вторичная обмотка которого через коммутатор 14 обеспечивает подачу энергии на электроды свечи зажигания 15.

Работой коммутатора 14 управляет блок управления 16. Для обеспечения разрядки и перезарядки конденсатора 12 служат тиристоры 17 и 16, а для управления указанными процессами служит блок бесконтактного управления 19.

Блок управления свечами 16 состоит из двух устройств: устройства, обеспечивающего подачу энергии на свечу зажигания, включающего датчик, преобразователь или микропроцессор, и устройства, управляющего работой свечи, замеряющего и регулирующего зазор между электродами свечи, содержащего источник или преобразователь высокого напряжения, датчик положения поршня, например, в нижней мертвой точке устройства, измеряющего напряжение на электродах свечи зажигания.

Блок бесконтактного управления 19 содержит датчик, определяющий момент подачи энергии на свечу зажигания, преобразователь, блок управления тиристорами.

Предлагаемая система зажигания работает следующим образом.

После подачи напряжения с аккумуляторной батареи 3 на преобразователь 4 последний вырабатывает постоянный ток высокого напряжения, который заряжает накопительный конденсатор 12. Включается устройство вращения коленчатого вала двигателя, который приводит в движение поршень одного из цилиндров, в цилиндр поступает готовая топливная смесь или раздельно подаются воздух или топливо. После сжатия поршнем в цилиндре топливной смеси с блока 19 подается команда на включение тиристора 18. Первичная обмотка трансформатора 13 подключается к заряженному до высокого напряжения конденсатору 12, напряжение на первичной обмотке трансформатора возрастает от 0 до напряжения конденсатора 12. Во вторичной обмотке трансформатора 13 происходит возрастание напряжения до требуемого, которое подается через коммутатор 14 на свечу зажигания 15 того цилиндра, в котором требуется поджигать топливную смесь. Подключение свечи 15 заданного цилиндра через коммутатор 14 производится блоком управления 16 одновременно с подачей зажигающего импульса на тиристор 18 блоком управления 19. Первичная обмотка трансформатора 13 с конденсатором 12 образуют колебательный контур с затухающими колебаниями и, когда первый полупериод будет заканчиваться, открывается тиристор 17 управлением от блока 19 для пропускания отрицательного импульса тока от трансформатора 13, который перезаряжает конденсатор 12. В этот момент напряжение на конденсаторе 12 меняет свой знак и достигает (максимального) отрицательного значения (обратного знака), а сила тока в контуре становится равной нулю. В следующем полупериоде ток будет проходить через тиристор 17, а тиристор 18 блоком 19 отключается (ток отстает от напряжения на первичной обмотке трансформатора 13 на 90^o). Когда сила тока в контуре снова станет равной 0 (за этим следит блок 19), тиристор 17 закрывается, начинается заряд конденсатора 12 от преобразователя 4.

С увеличением числа оборотов двигателя начинает вырабатывать ток генератор 5 и заряжает конденсаторы 7 и 10 до напряжения, принятого для данной системы. После очередного подключения конденсатора 12 к преобразователю 4 блоком 19 открывается тиристор 11 и накопленная энергия из конденсатора 10 через катушку индуктивности 9 подается в конденсатор 12. Когда напряжение на конденсаторе 12 достигнет заданного, н-тиристор 11 блоком 19 отключает конденсатор 10. При разрядке конденсатора 10 через катушку индуктивности 9 на конденсатор 12 происходит резонансный перезаряд конденсатора 12 с повышением напряжения, которое зависит от добротности контура, образованного индуктивностью 9 и емкостью 10. При отключении тиристора 11 при работающем генераторе 5 накопление энергии происходит в конденсаторах 7 и 10. Емкость конденсаторов 7 и 10 в 3-10 раз превышает емкость конденсатора 12 и берется такой величины, чтобы КПД системы заряда конденсатора 12 был не ниже 95% Такой высокий КПД системы заряда необходим для того, чтобы вся система зажигания работала с КПД не ниже 56% Электронный коммутатор 14 имеет КПД выше, чем обычно применяемый искровой.

При увеличении числа оборотов двигателя до 800-1000 об/мин (обороты холостого хода) преобразователь 4 отключается и снабжение энергией системы зажигания производится от генератора 5.

Для повышения КПД сгорания топлива в цилиндре возбуждение молекул и атомов топливо-воздушной смеси с разложением их до ион-радикалов происходит в колебательном режиме разряда искры в свече зажигания 15 путем подачи энергии из конденсатора 12 на трансформатор 13 через тиристоры 17 и 18, образующие колебательный контур, и разрядом конденсатора 12 за короткий промежуток времени, чему способствует использование импульсного трансформатора 13 и системы выработки энергии генератором 5, промежуточное накопление их в конденсаторах 7 и 10 и резонансная передача в конденсатор 12.

Применение предлагаемой системы зажигания позволит повысить КПД до 56%
Для увеличения мощности, затрачиваемой на искрообразование, до 3% от мощности двигателя преобразователь напряжения должен быть рассчитан на ток до 250А, что повлечет за собой его сложность и громоздкость. Чтобы исключить указанные недостатки генератор 1 вырабатывает ток напряжением от 500 до 40000 кВ. Такое высокое напряжение определяется технической характеристикой тиристоров 17 и 18 для переключения высокого напряжения с высоким КПД.

Импульсный трансформатор 13 имеет небольшие размеры, простую конструкцию и требует малого расхода меди, так как первичная обмотка его содержит от 3 до 10 витков, а вторичная 100-200 витков.

Тиристоры 17 и 18 включены в схему колебательного контура. Колебательное возбуждение во много раз ускоряет химические реакции в камере сгорания, что значительно повышает КПД.

Как показали испытания системы зажигания с энергией искрообразования 0,5-1,8 Дж, серийно выпускаемые свечи зажигания обеспечивают надежность искрового разряда. Для больших энергий зажигания свечи должны иметь подвижные соосные электроды вращательно-поступательного движения с блоком управления 16. При такте выпуска отработавших газов из цилиндра автоматически производится поворот электродов и, если необходимо, продвижение в камеру сгорания. Это необходимо для поддержания постоянного зазора между электродами. С увеличением энергии искрообразования увеличивается эрозийный износ электродов. Испарение материала электродов создает плазму, состоящую из тяжелых ионов, летящих со скоростью 10⁷ м/с и имеющих температуру 10000-40000^oC в начале пути движения. Тяжелые ионы металлов дополнительно ускоряют расщепление углеводородов до ион-радикалов и соответственно подавляют начало процессов стуков и детонаций.

В цилиндр поступает один заряд топливо-воздушной смеси следующего состава, мг: бензин 74,3; кислород 256; азот 856. Теплота сгорания бензина в одном заряде составляет 3,256 Дж. Время сжатия заряда в цилиндре составляет 15-5 мс, время задержки воспламенения после проскакивания электрической искры составляет 1-3 мс, давление в конце сжатия 1,86 МПа, давление в конце сгорания 5,82 МПа при 1000 об/мин. Превращение выделенного тепла для повышения давления должно происходить за более короткое время. Так, при времени сгорания за 1 мс мгновенная мощность составляет 3,2 кВт, а при 0,1 мс мгновенная мощность составляет 32 кВт. Прежде чем получить указанную мощность, часть энергии химической реакции должна быть затрачена на подготовку исходных веществ к реакции. Так для перевода 256 мг кислорода в ионизированное состояние первого уровня необходима энергия 15 кДж, что эквивалентно теплоте сгорания 340 г бензина.

Таким образом, для полного и качественного протекания химических реакций необходимо выделение мгновенной мощности для придания электронам энергии, большей, чем это нужно для ионизации первого уровня. Только в этом случае процесс ионизации пойдет лавинообразно.

Процесс ионизации выгодно вести с внешним подводом энергии в виде конденсированной искры, количеством которой можно легко управлять.

Количество энергии, подаваемое в цилиндр, можно регулировать как емкостью конденсатора, так и напряжением заряда конденсатора. Так, в конденсаторе емкостью 1 мкФ можно изменять энергию заряда от 0,12 до 50 Дж, изменяя напряжение заряда от 500 до 1000 В (табл. 2). В табл. 2 приведены расчеты потребления энергии, вырабатываемой двигателем на искрообразование для следующих условий: мощность двигателей от 6 до 600 кВт, число оборотов 6000 об/мин, КПД системы преобразования 56% частота искрообразования 200 Гц, относительный расход энергии на искрообразование от вырабатываемой двигателем 3% Например, двигатель мощностью 60 кВт при использовании энергии заряда конденсатора 10 Дж будет затрачивать на искрообразование 2 кВт при потребляемой мощности 3,6 кВт, при этом в искре выделяется мгновенная мощность 200 кВт, если продолжительность разряда составляет 50 мс. Мощность искры 200 кВт больше мощности от сгорания заряда топлива в 6 раз. Выделившаяся энергия в искре должна быть достаточна для ионизации кислорода и расщепления углеводородов на ион-радикалы. При рекомбинации ионов в реакциях окисления и восстановления выделяется энергия, затраченная на ионизацию. Выделившейся при этом энергии вместе с энергией, полученной при сгорании топлива, будет значительно больше 32 кВт.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит значительно повысить КПД двигателя за счет полного выгорания топлива в цилиндре ДВС, что обеспечивается высокой энергией искры и энергией, выделяемой при рекомбинации. Кроме того, за счет полного выгорания топлива практически отсутствуют выбросы в окружающую среду.

Использование: электрооборудование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ сжигания топлива включает ионизацию и воспламенение топливо-воздушной смеси свечой зажигания, при этом ионизацию осуществляют на уровне ион-радикалов, а энергию, выделяемую в процессе рекомбинации, используют для совершения полезной работы двигателем. Для образования ион-радикалов используют энергию конденсированной электрической искры, которая составляет не менее 10 мДж и не более 3% от энергии, выделяемой двигателем. Система зажигания содержит генератор 1 переменного тока низкого напряжения, соединенный через выпрямитель 2 с аккумуляторной батареей 3, к которой подключен электронный преобразователь 4, соединенный с третьим накопительным конденсатором 12, блок 19 бесконтактного управления и блок 16 управления свечами. Система дополнительно снабжена генератором 5 переменного тока. В одну из шин генератора 5 включен конденсатор 6, соединенный с колебательным контуром 8, который содержит накопительный конденсатор 10, катушку 9 индуктивности и электронный ключ 11, трансформатор 13 зажигания. Высокая энергия искры обеспечивает более полное выгорание топлива, обеспечивая высокий КПД и снижение выбросов в окружающую среду. 2 с.и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

1. Способ сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания при раздельном и одновременном впуске в цилиндр топливно-воздушной смеси и воздуха, включающий ионизацию, воспламенение топливо-воздушной смеси свечой зажигания, отличающийся тем, что ионизацию осуществляют на уровне ион-радикалов, а энергию, выделяемую в процессе рекомбинации, используют для совершения полезной работы двигателем, при этом для образования ион-радикалов используют энергию конденсированной электрической искры, которая составляет не менее 10 мДж и не более 3% от энергии, выделяемой двигателем. 2. Система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая генератор переменного тока низкого напряжения, соединенный через выпрямитель с аккумуляторной батарей, к которой подключен электронный преобразователь, выводы которого соединены с третьим накопительным конденсатором, блок бесконтактного управления и блок управления свечами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена генератором переменного тока напряжением 0,5 ^oC 40 кВ и мощностью не более 3% от мощности, развиваемой двигателем, в одну из шин которого перед выпрямителем включен первый конденсатор, соединенный с резонансным контуром, содержащим второй накопительный конденсатор, индуктивность и электронный ключ, к выводам которого подключен третий накопительный конденсатор, одна из обкладок которого соединена с первичной обмоткой трансформатора зажигания, а другая через встречно соединенные тиристоры с другим выводом первичной обмотки трансформатора зажигания, выводы встречно соединенных тиристоров соединены с блоком бесконтактного управления зажиганием, вторичная обмотка трансформатора зажигания через электронный переключатель соединена с одной из свечей зажигания. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что первичная обмотка трансформатора зажигания содержит 3 ^oC 10 витков, а количество витков вторичной обмотки определяется величиной напряжения, подаваемого на свечу зажигания. 4. Система по п.2, отличающаяся тем, что электроды свечи зажигания выполнены подвижными с автоматическим регулированием расстояния между ними.