СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ ТОПЛИВО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02P23/04 H01T13/40 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе зажигания транспортного средства.

Известен способ зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключающийся в предварительном воспламенении небольшого количества топлива в ограниченной по объему полости около электродов свечи и последующего выброса плазменно-факельной струи через небольшое отверстие в свече в камеру сгорания. (Авт. свид. СССР N 1644274, H 01 T 13/52, 1988 г.).

Такой способ зажигания энергоемок, при этом конструкция свечи усложняется, увеличивается расход топлива.

Известен способ зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключающийся в создании между электродами свечи зажигания токопроводящей среды, содержащей заряженные частицы, придание заряженным частицам направленного движения до создания искрового разряда для воспламенения топливо-воздушной смеси, при этом во время разряда перед воспламенением в камере сгорания увеличивают количество заряженных частиц. (Авт. свид. СССР N 1368936 H 01 T 13/00, 1986 г.).

Такой способ зажигания экологически более чист, так как введение дополнительного количества заряженных частиц в камеру сгорания улучшает процесс воспламенения и последующего более полного сгорания смеси в цилиндре двигателя. Наличие дополнительных заряженных частиц улучшает условия горения смеси в цилиндре, что уменьшает количество токсичных веществ и уменьшает энергоемкость процесса.

Известен способ зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключающийся в воздействии электрическим импульсом на топливо-воздушную смесь в зоне электродов свечи зажигания для уменьшения ее сопротивления и последующего воспламенения смеси под воздействием энергии, выделяемой импульсом. (Патент РФ N 1778842, H 01 T 13/00, 1990 г.).

В известном способе импульс создается в два этапа. Первую часть осуществляют под воздействием высокого напряжения, и она предназначена для уменьшения сопротивления топливо-воздушной смеси, а вторая часть импульса происходит под воздействием низкого напряжения, обеспечивает дальнейшее уменьшение сопротивления до возникновения искрового разряда между электродами.

Такой способ более экономичен, так как позволяет регулировать поступление энергии для воспламенения, обеспечивает более полное сгорание смеси.

Однако этот способ, как и предыдущие, энергоемок, требует подачи напряжения для получения низковольтного и высоковольтного импульсов на свечу зажигания, что усложняет систему зажигания.

Задачей изобретения является создание способа зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, работающего на легком топливе, обеспечивающего меньшую энергоемкость и лучшую экологию за счет снижения напряжения зажигания и объемного воспламенения топливо-воздушной смеси.

Для решения поставленной задачи при осуществлении способа зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключающегося в воздействии электрическим импульсом на топливо-воздушную смесь в зоне электродов свечи зажигания для уменьшения ее сопротивления и последующего воспламенения смеси под воздействием энергии, выделяемой импульсом, электрический импульс создают в виде непрерывного луча эмиссионных электронов, выделяемых катодом при подаче на него возбуждающего напряжения.

Возбуждающее напряжение является низковольтным.

Указанная совокупность существенных признаков необходима и достаточна для обеспечения уменьшения энергоемкости процесса зажигания; увеличения эффективности воспламенения топливо-воздушной смеси; улучшения экологии процесса, так как происходит более полное сгорание топливо-воздушной смеси; упрощения системы зажигания; автоматического управления углом зажигания в двигателе внутреннего сгорания.

Описанное изобретение обеспечивает создание способа зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, решающего задачу повышения эффективности и экономичности процесса за счет создания наиболее оптимальных условий для насыщения эмиссионными электронами объема камеры.

Описанное изобретение соответствует критерию "новизна", так как в процессе анализа техники не были обнаружены аналоги, характеризующиеся всей совокупностью признаков способа.

Описанный способ зажигания топливо-воздушной смеси отличается от прототипа тем, что электрический импульс создают в виде непрерывного луча эмиссионных электронов, выделяемых катодом при подаче на него возбуждающего напряжения. А также тем, что возбуждающее напряжение - низковольтное.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема устройства для осуществления способа.

1 - камера;
2 - устройство для создания возбуждающего напряжения;
3 - свеча зажигания;
4 - корпус камеры;
5 - электрический преобразователь;
6 - эмиссионный катод;
7 - непрерывный луч эмиссионных электронов;
8 - ускоряющий анод.

Устройство для осуществления способа зажигания топливо-воздушной смеси в камере 1 сгорания двигателя внутреннего сгорания содержит устройство 2 для создания возбуждающего напряжения, подаваемого на свечу 3 зажигания, установленную в корпусе 4 камеры 1 сгорания.

Свеча зажигания имеет электрический преобразователь 5 с эмиссионным катодом 6, расположенным внутри камеры 1, и ускоряющий анод 8 в виде корпуса 4 камеры 1 или кольца на свече зажигания.

Зажигание топливо-воздушной смеси осуществляют следующим образом.

В каждом цикле работы двигателя топливо впрыскивают в камеру 1 и подают импульс возбуждающего напряжения на свечу 3 зажигания, вырабатываемое устройством 2.

При подаче возбуждающего напряжения на преобразователь 5 с его катода 6 выделяются эмиссионные электроны в виде непрерывного луча 7 требуемой величины и продолжительности.

Под воздействием ускоряющего анода 8 луч 7 приобретает нужную форму и направление. При прохождении луча 7 в среде топливо-воздушной смеси происходит ее ионизация, что уменьшает сопротивление смеси. Под воздействием энергии, выделяемой этим электрическим импульсом, происходит объемное воспламенение топливо-воздушной смеси.

Кроме того при последующих циклах в камере 1 уже имеются заряженные частицы от предыдущего цикла, что улучшает объемное воспламенение смеси.

Для получения непрерывного луча из эмиссионных электронов используют низковольтное напряжение.

Пример реализации.

В каждом цикле работы двигателя топливо вспрыскивают в камеру и подают импульс возбуждающего напряжения амплитудой 8 кв ± 10%. Этому напряжению соответствует эмиссионный ток 1 А ± 10%, под воздействием которого происходит воспламенение топливной смеси. Среднее время задержки воспламенения 10 мкс.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе зажигания транспортного средства. Способ заключается в том, что при каждом цикле работы двигателя в камеру впрыскивают смесь, подают на свечу зажигания импульс возбуждающего напряжения, которое обеспечивает выделение эмиссионных электронов с катода свечи зажигания. Эмиссионные электроны образуют непрерывный луч требуемой величины, формы и направления. Образовавшийся луч ионизирует смесь и уменьшает ее сопротивление. Под воздействием энергии, выделяемой электрическим импульсом, происходит объемное воспламенение топливо-воздушной смеси. Возбуждающее напряжение, подаваемое на свечу, низковольтное. Изобретение позволяет уменьшить напряжение зажигания рабочей смеси и повысить полноту ее сгорания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ зажигания топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключающийся в воздействии в каждом цикле работы двигателя электрическим импульсом на топливо-воздушную смесь в зоне катода свечи зажигания для уменьшения сопротивления и последующего воспламенения смеси под воздействием энергии, выделяемой импульсом, отличающийся тем, что электрический импульс создают в виде непрерывного луча эмиссионных электронов, выделяемых катодом при подаче на него возбуждающего напряжения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что возбуждающее напряжение низковольтное.