СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H01T13/20 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрооборудовании транспортного средства, например, в свече зажигания для двигателя внутреннего сгорания.

Известна свеча зажигания, содержащая размещенный в изоляторе центральный электрод, кольцевые электроды, концентричные друг другу и центральному электроду, а также охватывающий изолятор боковой цилиндрический электрод. Электроды образуют емкостной делитель напряжения. Необходимый закон изменения емкости можно обеспечить путем изменения расстояния между ними. Диэлектрики в конденсаторе выполнены из материала изолятора и имеют одинаковую диэлектрическую постоянную и коэффициент теплоотдачи (авт. св. СССР N 1076994, H 01 T 13/20, 1984).

В известной свече не решена проблема изменения тепловой характеристики свечи.

Известна свеча зажигания, содержащая боковой цилиндрический электрод, охватывающий изолятор, в котором расположен центральный электрод и несколько кольцевых электродов, концентричных внутреннему электроду. Центральный электрод и поверхности кольцевых электродов, расположенных на выпуклом торце изолятора свечи, выполнены вогнутыми, а поверхность изолятора между ними - объемно-выпуклый. Электроды образуют конденсаторы, диэлектрики которых выполнены из материала изолятора и имеют одинаковые диэлектрические постоянные и коэффициенты теплоотдачи (авт. св. СССР N 1760588, H 01 T 13/52, 1992).

В такой свече зажигания обеспечивается большая надежность за счет выполнения поверхностей изолятора и электродов, обеспечивающих выпуклую надповерхностную траекторию разряда.

Однако в свече не решена проблема изменения тепловой характеристики свечи зажигания.

Задача изобретения создание свечей зажигания для двигателей внутреннего сгорания, обеспечивающих возможность изменения теплоотвода от изолятора и увеличение искрового промежутка при сохранении уменьшенного пробивного напряжения между электродами свечи.

Для решения поставленной задачи в свече зажигания, содержащей боковой цилиндрический электрод, центральный электрод и кольцевые электроды, расположенные в изоляторе концентрично друг к другу и боковому цилиндрическому электроду и образующие коаксиальные конденсаторы, причем диэлектрики конденсаторов имеют одинаковую диэлектрическую постоянную и коэффициент теплоотдачи, соответствующие материалу изолятора, диэлектрик конденсатора, размещенный между боковым электродом и ближним к нему кольцевым электродом, выполнен с дополнительным диэлектрическим слоем, расположенным около бокового цилиндрического электрода.

Кольцевой электрод выполнен Т-образной формы, прилегающей к торцу изолятора своими выступами.

Кольцевой электрод выполнен Г-образной формы, прилегающий к торцу изолятора выступом.

Дополнительный диэлектрический слой выполнен в виде воздушного зазора.

Указанная совокупность существующих признаков необходима и достаточна для обеспечения:
требуемой тепловой характеристики каждой свечи;
возможность любого сочетания величины пробивного напряжения и тепловой характеристики;
увеличение надежности при меньшей величине суммарного пробивного напряжения;
уменьшение эрозии центрального и бокового электродов;
повышение эффективности воспламенения топливной смеси в ДВС.

Предлагаемая свеча зажигания отличается от прототипа тем, что диэлектрик конденсатора, размещенный между боковым цилиндрическим электродом и ближним к нему кольцевым электродом выполнен с дополнительным диэлектрическим слоем, расположенным около бокового цилиндрического электрода.

Частным выполнением изобретения является то, что кольцевой электрод выполнен Т-образной формы, прилегающий к торцу изолятора своими выступами.

А также то, что кольцевой электрод выполнен Г-образной формы, прилегающий к торцу изолятора выступом.

А также то, что дополнительный диэлектрический слой выполнен в виде воздушного зазора.

Частные признаки также способствуют достижению указанных выше технических результатов, усиливая их эффект при решении задачи.

Предлагаемая свеча зажигания позволяет создавать свечи с разными тепловыми характеристиками, сохраняя низкое пробивное напряжение. Меняя ширину и высоту дополнительного электроизоляционного слоя крайнего диэлектрика, можно обеспечить теплоотвод от изолятора свечи.

Таким образом поставленная задача решена в предлагаемом предложении и не была известна в ранних объектах техники.

На фиг. 1 показана свеча зажигания, осевой разрез; на фиг. 2 то же, узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 то же, узел 1 на фиг. 1, второй вариант выполнения.

Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, установленный в нем изолятор 2 с центральным электродом 3 и кольцевыми электродами 4, расположенными концентрично друг к другу, центральному электроду 3 и боковому цилиндрическому электроду 5, являющемуся частью корпуса 1.

Центральный электрод 3, кольцевые электроды 4 и боковой цилиндрический электрод 5 образуют обкладки коаксиальных конденсаторов. Диэлектриком 6 между обкладками у центральных конденсаторов является материал изолятора, поэтому диэлектрическая постоянная и коэффициент теплоотдачи у этих диэлектриков соответственно одинаковые, присущие этому материалу. Диэлектрик 7, расположенный между боковым цилиндрическим электродом 5 и ближайшим к нему кольцевым электродом 4 выполнен двухслойным. Слой 8 диэлектрика у кольцевого электрода выполнен из материала изолятора, а слой 9 у бокового цилиндрического электрода из другого материала.

В частном случае дополнительный слой 9 может быть выполнен в виде воздушного зазора. Кольцевые электроды в продольном сечении могут иметь форму пластины, Т-образную или Г-образную, при этом выступы кольцевого электрода расположены на поверхности 10 изолятора. Поверхность 10 изолятора может быть плоской, выпуклой или изогнутой. На поверхности цилиндрического бокового электрода может находиться кольцевая вставка 11 для уменьшения скорости эрозии материала электрода.

Закон изменения емкостей конденсаторов обеспечивается как путем изменения высоты кольцевых электродов 4 и расстояния между электродами, так и изменением ширины, высоты и материала дополнительного диэлектрического слоя в последнем от центра конденсатора.

Кроме того, снижение напряжения можно обеспечить материалом кольцевых электродов и шириной торцевой поверхности выступов Т- или Г-образных электродов.

При подключении свечи к источнику питания с напряжением выше ее пробивной величины между электродами 3 и 5 и кольцевыми электродами 4 свечи устанавливается неравномерная электрическая напряженность, обусловленная емкостями конденсаторов. Напряжение, прикладываемое к центральному и боковому электродам свечи, распределяется обратно пропорционально емкостям конденсаторов, что обеспечивает различную напряженность электрического поля между электродами. Электрический пробой зазора с наибольшей напряженностью электрического поля, облегчает пробой последующих зазоров, тем самым резко сокращает величину суммарного пробивного напряжения.

Кроме того, снижению пробивного напряжения может способствовать материал дополнительных электродов.

Теплоотдача от изолятора свечи осуществляется как с его торца, так и с цилиндрической поверхности в зоне воздушного зазора в диэлектрике периферийного конденсатора.

Использование: электрооборудование транспортных средств. Сущность изобретения: свеча зажигания содержит корпус 1, установленный в нем изолятор 2 с центральным электродом 3 и кольцевыми электродами 4, расположенными концентрично друг к другу. Все электроды образуют обкладки конденсаторов. Кольцевые электроды 4 закреплены в изоляторе 2, материал которого является диэлектриком между обкладками конденсатора. Диэлектрик, расположенный между боковым цилиндрическим электродом 5 и ближайшим к нему кольцевым электродом 4 выполнен двухслойным. Один слой данного диэлектрика выполнен из материала изолятора, а другой слой - из другого материала (например, в виде воздушного зазора). При подключении свечи к источнику питания с напряжением выше пробивного, между электродами 3 и 5 и кольцевыми электродами 4 устанавливается неравномерная электрическая напряженность, обусловленная емкостями конденсатора. Электрический пробой зазора с наибольшей напряженностью электрического поля облегчает пробой последующих зазоров. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Свеча зажигания, содержащая боковой цилиндрический электрод, центральный электрод и кольцевые электроды, установленные в изоляторе концентрично друг другу и боковому цилиндрическому электроду и образующие коаксиальные конденсаторы, причем диэлектрики конденсаторов имеют диэлектрическую постоянную и коэффициент теплоотдачи, присущие материалу изолятора, отличающаяся тем, что диэлектрик конденсатора, размещенного между боковым цилиндрическим электродом и ближайшим к нему кольцевым электродом, выполнен с дополнительным диэлектрическим слоем, расположенным около бокового цилиндрического электрода. 2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой электрод выполнен Т-образной формы, прилегающий к торцу изолятора своими выступами. 3. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой электрод выполнен Г-образной формы, прилегающей к торцу изолятора выступом. 4. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный диэлектрический слой выполнен в виде воздушного зазора.