СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК H01T13/39 H01T13/24 

Изобретение относится к устройствам для воспламенения топливовоздушных смесей в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, в частности к свечам зажигания.

Известны искровые свечи зажигания, содержащие корпус с закрепленным в нем изолятором и два электрода: центральный и боковой (1). При этом боковой электрод выполнен с изгибом и его отогнутая часть образует с центральным электродом искровой промежуток. На электроды подают высокое напряжение и возникает искровой разряд, которым обеспечивается воспламенение топливовоздушной смеси.

Свечи такого типа не обеспечивают бесперебойное искрообразование между электродами в любых условиях эксплуатации, так как величина искрового промежутка (зазора) между электродами остается постоянной. А между тем, величина зазора при пуске холодного двигателя и при его нормальной работе должна быть различной, так как для стабильного воспламенения горючей смеси и устойчивости работы прогретого двигателя на холостом ходу требуется больший по величине зазор между электродами свечи, чем при пуске холодного двигателя, особенно при низких температурах (2).

Известна свеча зажигания (3), у которой один из электродов (боковой или центральный) выполнен биметаллическим, деформирующимся под влиянием температуры. После пуска двигателя биметаллический электрод вследствие нагрева начинает разгибаться, в связи с чем зазор между электродами, составляющий необходимую величину для обеспечения холодного пуска, увеличивается при достижении эксплуатационной температуры. Это решение является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и взято за прототип.

Недостатком этого известного устройства является недостаточная надежность и долговечность, связанная с тем, что электроды из биметалла обладают недостаточной термостойкостью. Кроме того, электрод из биметалла при изменении температуры может испытывать только деформацию изгиба. Это в определенной степени лимитирует величину и форму образующего искрового зазора. Кроме того, можно отметить следующее.

Для обеспечения необходимого диапазона перемещения биметаллический электрод должен иметь значительный запас по длине (свободной части), так как изгиб в данном случае происходит за счет разности температурного удлинения слоев, составляющих биметалл. Поэтому электроды у известной свечи значительно удалены от корпуса, далеко входят в камеру сгорания и значительно обгорают при работе, что также существенно снижает их надежность и долговечность.

Другим недостатком известной свечи (3) является сложность технологии калибровки (обеспечения необходимой точности) искрового промежутка между электродами в их исходном холодном и горячем состоянии, так как на температурную деформацию биметаллического электрода неизбежно будут накладываться остаточные механические деформации (неопределенные во величине).

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение надежности и долговечности свечи зажигания.

Поставленная задача достигается тем, что боковой электрод выполнен из термочувствительного материала с "памятью формы", например никелида титана, обладающего высокими жаропрочностью, теплостойкостью и стабильностью температур обратимых деформаций.

Схематичное изображение предложенной искровой свечи зажигания приведено на чертежах, где
- на фиг. 1 показана свеча в продольном разрезе, пунктиром изображено положение бокового электрода в нагретом состоянии после продольной деформации;
- на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1, вариант с перемещением концевой части бокового электрода в плоскости, перпендикулярной продольной оси свечи;
-на фиг. 3 изображен вариант исполнения свечи с боковым электродом, концевая часть которого в холодном состоянии имеет V-образную форму в поперечном сечении (пунктиром показана форма электрода в нагретом состоянии);
- на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.

Свеча зажигания по фиг. 1 содержит металлический корпус 1 с закрепленным на нем боковым электродом 2, выполненным из материала с "памятью формы", и изолятор 3, внутри которого размещен центральный электрод 4. Боковой электрод 2 выполнен с изгибом 5, который с центральным электродом 4 образует искровой промежуток 6.

Работает свеча зажигания следующим образом. При пуске холодного двигателя зазор 6 составляет минимальную величину (необходимую для холодного пуска), а при нормальной работе двигателя боковой электрод 2 вследствие мартенситного превращения материала при нагреве начинает разгибаться, в связи с чем зазор 6 увеличивается до величины, обеспечивающей при достижении двигателем эксплуатационной температуры стабильное воспламенение горючей смеси и, тем самым, устойчивость его работы на холостом ходу.

Для предотвращения удаления бокового электрода 2 от корпуса свечи 1 и снижения, тем самым, вероятности обгорания бокового электрода "тренировка на память" последнего может быть произведена таким образом, чтобы отогнутая часть 5 (фиг.2) перемещалась при нагреве в плоскости, перпендикулярной продольной оси свечи (за счет деформации кручения стойки 2, фиг.1).

В целях экономии материала с памятью формы боковой электрод может быть выполнен составным (фиг. 3, 4): стойка 2 из конструкционного материала, а концевая часть 5 из сплава с памятью формы. При этом данная часть в сечении имеет V-образную исходную форму (при низкой температуре). При нагреве V-образная часть бокового электрода распрямляется, при этом искровой промежуток увеличивается. Надежность холодного пуска в последнем случае дополнительно повышается за счет следующего эффекта: воспламеняющая искра возникает на внешнем крае центрального электрода и выступами V-образного бокового электрода. На наружных кромках находится топливовоздушная смесь более высокой концентрации и поэтому лучше воспламеняется (4).

Таким образом, предложенная свеча зажигания обладает большей надежностью в работе по сравнению с известной свечой с электродами из биметалла, так как сплавы с памятью формы, например никелид титана, обладают большей жаропрочностью и стабильностью обратимых температурных деформаций. Электроды свечи менее удалены от ввертываемой части корпуса, и в результате они обгорают в меньшей степени. Это также повышает надежность и долговечность работы свечи.

Источники информации:
1. Автомобили СССР. Каталог-справочник. Вып. III. Автотранспортное электрооборудование и приборы. -М.: Автопром, 1969.

2. Тюфяков А. Система зажигания без секретов. Автомобилист-86. Сборник. Сост. М.Г.Тилевич. -М.: ДОСААФ, 1986, с. 37-47.

3. Заявка Великобритании N 1573445, кл. H 01 T 13/24, 20.08.80.

4. Новые свечи зажигания. Автомобильная промышленность США.-1994, N1.

Использование: для воспламенения топливовоздушных смесей в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: свеча содержит выполненный из материала с памятью формы боковой электрод, деформирующийся под влиянием температуры. При низких температурах зазор между боковыми и центральными электродами имеет минимальную величину, что обеспечивает надежность холодного пуска. После пуска двигателя вследствие нагрева и деформации бокового электрода зазор увеличивается до размера, при котором обеспечиваются стабильное воспламенение горючей смеси и, тем самым, устойчивая работа двигателя на холостом ходу. Технический результат - повышение надежности и долговечности свечи зажигания. 4 ил.

Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус и изолятор с закрепленными на каждом из них электродами, один из которых выполнен из термочувствительного материала, отличающаяся тем, что в качестве термочувствительного материала использован сплав с памятью формы, а электрод, выполненный из него, установлен с возможностью продольной деформации, изгиба или кручения для создания терморегулируемого искрового промежутка.