ЭЛЕКТРОД МАССЫ ДЛЯ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H01T13/32 

Изобретение относится к свечам зажигания для двигателя внутреннего сгорания, в частности к конструктивным особенностям электрода массы такой свечи.

Наиболее распространенной является конструкция электрода массы, который выполняется в виде стержня, выступающего сбоку со стороны винтового цоколя свечи и согнутого в форме буквы "Г" над торцовой поверхностью центрального электрода [1] . Этот стержень электрически соединен с цоколем свечи - как правило, приварен к нему. Обычно электрод массы имеет в сечении прямоугольную форму.

Известно, что путем изменения конструкции электрода массы можно изменять условия возникновения электрической искры, воспламенения топливной смеси, в том числе, за счет влияния на характер движения смеси в области электродов свечи.

Так, например, известна конструкция электрода массы в виде фигурной кольцеобразной детали - шайбы с пазами, устанавливаемой вокруг центрального электрода [2] . Такой электрод, за счет большой активной поверхности, имеет меньшую температуру и обеспечивает более надежное образование искры.

Известна также конструкция свечи зажигания [3], у которой имеются дополнительные электроды массы, расположенные напротив торца центрального электрода и наклоненные на определенный угол относительно оси свечи. Такая конструкция электродов массы приводит к спиралеобразному отклонению искры и лучшему воспламенению смеси.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является электрод массы свечи зажигания [4] , устанавливаемый обычным образом над торцовой поверхностью центрального электрода. Этот электрод массы имеет с внешней стороны продольные проточки и снабжен отверстиями в части, устанавливаемой над центральным электродом. В общем случае этот электрод имеет в этой части профиль поперечного сечения вогнутой формы, обращенной в противоположную от центрального электрода сторону. Такое выполнение электрода обеспечивает высокую скорость распространения воспламенения смеси: через отверстия смесь проходит с большей скоростью от зоны воспламенения (между электродами) в направлении к поршню цилиндра.

В то же время условия начального воспламенения смеси сохраняются, как для обычной свечи.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание электрода массы свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающего надежное воспламенение топливной смеси.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что известный электрод массы для свечи зажигания, выполненный в виде Г-образного стержня, имеет в своем поперечном сечении, по крайней мере, в части, устанавливаемой над центральным электродом, форму профиля с низким аэродинамическим сопротивлением в противоположном центральному электроду направлении.

Такая аэродинамическая форма электрода массы может быть обеспечена, например, если упомянутое сечение этого электрода имеет форму, близкую к форме конусного сечения, когда плоскость сечения конуса проходит через его основание (в частности, форму треугольника), или близкую к форме цилиндрического сечения, когда полость сечения цилиндра проходит через одно из его оснований.

Дополнительно, для лучшей обтекаемости, торцовая грань электрода массы может быть выполнена под острым углом по отношению к грани, устанавливаемой над центральным электродом.

Наиболее простым вариантом реализации является электрод массы, который имеет в поперечном сечении треугольную форму (конусное сечение плоскостью, перпендикулярной основанию конуса). Такое сечение треугольной формы может иметь также более или менее закругленные углы.

При других вариантах реализации поперечное сечение электрода массы имеет форму "головки снаряда" (конусные и цилиндрические сечения), обращенной в противоположную от центрального электрода сторону.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, проявляется в том, что благодаря предложенной форме электрода массы во время фазы сжатия в цилиндре двигателя образуется ламинарный поток топливно-воздушной смеси вокруг электрода массы, в том числе непосредственно в зоне между электродами, что способствует более надежному ее воспламенению.

На фиг.1 представлена классическая конструкция свечи зажигания, содержащей основной полый корпус 1, винтовой цоколь 2, боковой электрод массы 3, центральный электрод 4, находящийся внутри изолятора 5.

На фиг. 2 изображен вид, соответствующий усовершенствованному электроду массы 3 согласно простейшему из вариантов реализации заявляемого изобретения, когда профиль электрода массы 3 имеет форму треугольника.

На фиг. 3 представлен соответственно вид, иллюстрирующий тот случай, когда профиль электрода массы 3 имеет форму "головки снаряда".

На фиг. 4 показан тот вариант реализации изобретения, когда торцовая грань электрода массы 3 выполнена под острым углом по отношению к грани, устанавливаемой над центральным электродом 4.

На фиг.2-4 профиль поперечного сечения классической конфигурации электрода массы 3 показан пунктирной линией.

Не вызывает сомнения, что установка и конфигурация электрода массы могут изменяться, как уже описывалось в известных изобретениях. Электрод, например, может быть выполнен классическим образом в виде Г-образного стержня, как показано на вышеупомянутых чертежах и примерах, или в виде другой известной конфигурации. Согласно заявляемому изобретению свеча может содержать также несколько электродов массы. Однако преимуществом является то, что неактивная часть электрода массы имеет профиль с хорошими аэродинамическими свойствами (низким аэродинамическим сопротивлением) относительно стороны, противоположной той, где происходит вспышка искры, например, треугольный профиль, как было показано выше.

На фиг. 5 и фиг.6 представлены соответственно конусные и цилиндрические сечения, иллюстрирующие варианты формообразования профиля электрода массы - в форме "головки снаряда".

С поразительным успехом было отмечено, что особый профиль электрода массы, согласно изобретению, позволяет добиться более высоких показателей работы двигателя, чем в случае с классической свечой: за счет лучшего воспламенения происходит более полное сгорание топлива, что приводит к снижению токсичности выхлопных газов, повышению КПД двигателя, снижается температура свечи.

Легкий запуск двигателя и возможность использования обедненной топливной смеси составляют особые преимущества.

Кроме того, при использовании такого электрода на свече не образуется нагар, возникающий обычно по другую сторону от того места электрода массы, где образуется искра. Это обеспечивает высокую надежность работы свечи.

Изобретение не ограничивается вышеупомянутыми вариантами реализации и может изменяться в деталях аэродинамического профиля электрода массы.

Источники информации
1. Автомобиль "Москвич" АЗЛК-21412-01. Устройство, эксплуатация и текущий ремонт. /Под ред. А.Е.Сорокина. - М.: МП "Анион". -1992.-С.244.-Рис.240.

2. Пат. Франция N 2.440.100, заявл. 05.01.79.

33. Заявка PCT/JP80/00329, заявл. 25.12.80, публ. 09.07.81, N 16.

4. Пат. США N 4.401.915, заявл. 28.12.78, публ. 30.08.83, Т.1033, N 5 - прототип.

Изобретение относится к свечам зажигания двигателей внутреннего сгорания, в частности к электроду массы для свечи зажигания. Электрод массы свечи зажигания выполнен в виде Г-образного стержня и имеет в поперечном сечении, по крайней мере в части, устанавливаемой над центральным электродом, форму профиля с низким аэродинамическим сопротивлением в противоположном центральному электроду направлении. При этом поперечное сечение электрода массы может иметь форму, близкую к форме конусного сечения, когда плоскость сечения конуса проходит через его основания, или форму, близкую к форме цилиндрического сечения, когда плоскость сечения цилиндра проходит через одно из оснований, или торцовая грань электрода может быть выполнена под острым углом по отношению к грани, устанавливаемой над центральным электродом, что позволяет обеспечить надежное воспламенение топливной смеси. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электрод массы для свечи зажигания, выполненный в виде Г-образного стержня, отличающийся тем, что имеет в своем поперечном сечении, по крайней мере в части, устанавливаемой над центральным электродом, форму профиля с низким аэродинамическим сопротивлением в противоположном центральному электроду направлении. 2. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое сечение имеет форму, близкую к форме конусного сечения, когда плоскость сечения конуса проходит через его основание. 3. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое сечение имеет форму, близкую к форме цилиндрического сечения, когда плоскость сечения цилиндра проходит через одно из его оснований. 4. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что его торцевая грань выполнена под острым углом по отношению к грани, устанавливаемой над центральным электродом.