УСИЛИТЕЛЬ ИСКРЫ ТРЕГУБОВА Российский патент 1999 года по МПК H01T13/04 

Изобретение относится к области электричества, а именно к свечам зажигания, конструктивно объединенными с другими устройствами, имеющими электрические конденсаторы и может быть использовано во всех отраслях промышленности для улучшения работы двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства, конструктивно объединяющие свечи зажигания и конденсаторы для усиления искрообразования при воспламенении горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания. При этом конденсатор электрически подсоединен параллельно электродам свечи зажигания и может быть установлен внутри корпуса свечи зажигания /заявка ЕПВ N 0118789, МКИ Н 01 T 13/40, опубл. 19.09.84. Изобретения в СССР и за рубежом, вып. 120, N 9, 1985 г./ или снаружи /заявка Франции N 2301117, МКИ H 01 T 13/40, опубл.15.10.76. Изобретения за рубежомм, вып.19 N 49, 1977г., стр. 97/.

Использование конденсатора обуславливает усиление тока искры, что улучшает воспламенение горючей смеси.

Это происходит следующим образом: при подаче высокого напряжения конденсатор заряжается, а затем при возникновении ионизации искрового промежутка разряжается. При разрядке величина тока существенно возрастает вследствие того, что внутреннее сопротивление конденсатора незначительно, поэтому конденсатор может давать бесконечно большой ток, и таким образом является усилителем искры.

Все известные усилители искры имеют ряд недостатков. Как правило они представляют собой стационарные системы, исключающие демонтаж или использование свечи зажигания отдельно без конденсатора, что значительно снижает эксплуатационные возможности. Известные усилители предполагают наличие проводов, крепление колпака к корпусу свечи ненадежно, не исключает возможность осевого смещения в процессе эксплуатации, что снижает надежность и эффективность работы.

Близким к заявляемому является колпачок для электрического подключения свечи зажигания к двигателю внутреннего сгорания, представляющий собой устройство усиления искрового разряда /усилитель искры/ для свечи зажигания, содержащей корпус с электродом, изолятор с центральным электродом и присоединительным резьбовым концом, конденсатор, образующий параллельную систему со свечой зажигания /заявка ФРГ N OS 3403461, МКИ H 01 T 13/04. Изобретения стран мира, вып.120, N 3, 02.08.84/.

В этом усилителе искры конденсатор образован изолирующим колпачком и электропроводным металлическим кольцом с боковым выступом, образующим электрический контакт с корпусом свечи. Благодаря наличию конденсатора наблюдается усиление искры, необходимое для воспламенения горючей смеси, однако конструктивное выполнение усилителя имеет ряд недостатков. Колпачок закреплен стационарно на высоковольтном проводе, вследствие чего усилитель не предполагает сборку-разборку, форма и конфигурация элементов таковы, что конструкция может легко деформироваться, что исключает надежность электрического контакта колпачка с центральным электродом свечи, не исключено осевое смещение колпачка относительно корпуса свечи, поэтому не обеспечивается надежный контакт бокового выступа с корпусом свечи. Для установки такого усилителя необходим комплект с унифицированными проводами высокого напряжения, что возможно лишь при унификации разъемов на распределителях зажигания. Конструкция усилителя громоздка, затруднено его использование в различных двигателях внутреннего сгорания. Все перечисленное ведет к снижению эффективности воспламенения горючей смеси и к снижению эксплуатационных возможностей усилителя.

Прототипом изобретения является съемный колпачок для свечи зажигания содержащий конденсатор, выполненный в виде керамической втулки с наружной и внутренней обкладками (патент СССР N 1836763, кл. H 01 T 13/04, 1993). Данный колпачок имеет недостаточные эксплуатационные возможности.

Задачей изобретения является повышение эффективности воспламенения горючей смеси с одновременным расширением эксплуатационных возможностей.

Поставленная задача решается путем того, что в усилителе искры для свечи зажигания, содержащей корпус с электродом, изолятор с центральным электродом и присоединительным резьбовым концом, включающем конденсатор в виде съемного колпачка из керамической втулки с наружной и внутренней обкладками и резьбового устройства фиксации, причем один торец керамической втулки образует электрический контакт наружной обкладки с корпусом свечи с помощью металлической обечайки, а внутренняя обкладка керамической втулки и центральный электрод также образуют между собой электрический контакт, во второй торец керамической втулки жестко закреплен трубчатый изолятор с электродом, повторяющий присоединительные размеры изолятора и присоединительного резьбового конца свечи.

Керамическая втулка выполнена из керамического материала со структурой перовскита.

Выполнение колпачка съемным обуславливает возможность быстрого демонтажа и при необходимости использования свечи зажигания автономно, этот признак усиливает наличие резьбового устройства фиксации, которое, кроме того, гарантирует надежное крепление колпачка к свече и образует надежный электрический контакт между наружной обкладкой втулки и корпусом и внутренней обкладкой втулки и центральным электродом и, как следствие, повышает эффективность воспламенения горючей смеси. Кроме того, конструкция колпачка предполагает образование между втулкой и изолятором свечи замкнутого изолированного кольцевого пространства, что благоприятствует повышению эксплуатационной надежности усилителя, так как исключается попадание загрязненной воздушно-капельной среды подкапотного пространства между колпачком и корпусом свечи. Наличие в колпачке трубчатого изолятора с электродом и выполнение их по присоединительным размерам изолятора свечи с присоединительным резьбовым концом придает компактность и позволяет использовать усилитель искры во всех случаях, когда используется автономная свеча. Металлическая обечайка, установленная с возможностью поджатия резьбовым устройством фиксации, гарантирует надежный электрический контакт между наружной обкладкой керамической втулки и корпусом свечи. В результате экспериментов найден оптимальный вариант выполнения конструкции колпачка, а использование в керамической втулке керамического материала со структурой перовскита позволяет иметь оптимальную электрическую емкость конденсатора /в пределах 20-200 пФ/. Сочетание предлагаемой конструкции с керамическим материалом на основе перовскита в данном конкретном усилителе способствует усилению тока искры почти в 100 раз и достижения его величины до 200-500 А.

Этим достигается высокая эффективность воспламенения. Поиск, проведенный по патентной и научно-технической литературе показал, что заявленная совокупность неизвестна, т. е. она соответствует условию патентоспособности "новизна".

Поскольку усилитель изготовлен из известных составных частей и имеется потребность в такого рода устройствах, то заявленное соответствует условию "промышленная применимость".

А так как в результате использования данного усилителя наблюдается более высокий эффект по сравнению с известными усилителями искры, то заявленное соответствует условию "Изобретательский уровень".

На чертеже представлен разрез усилителя искры Трегубова. Усилитель для свечи зажигания, содержащей корпус 1 с электродом 2, закрепленный в корпусе изолятор 3 с центральным электродом 4, имеющим присоединительный резьбовой конец 5, содержит конденсатор. Конденсатор выполнен в виде съемного колпачка. Колпачок содержит резьбовое устройство фиксации 6, с помощью которого колпачок съемно установлен на присоединительном резьбовом конце 5, керамическую втулку 7 с внутренней 8 и наружной 9 обкладками.

Один торец керамической втулки 7 одет в металлическую обечайку 10, а во второй торец жестко закреплен трубчатый изолятор 11 с электродом 12, повторяющий присоединительные размеры изолятора 3 и присоединительного резьбового конца 5 свечи.

Устройство работает следующим образом. Колпачок навинчивают на свечу зажигания с помощью резьбового устройства фиксации 6 до того момента, как металлическая обечайка 10 упрется в корпус свечи 1. При этом образуется надежный электрический контакт между внутренней обкладкой 8 и центральным электродом 4 через присоединительный резьбовой конец 5, а также между наружной обкладкой 9 и корпусом свечи 1 с электродом 2, а под колпачком возникает воздушная кольцевая полость 13.

Усилитель искры готов к эксплуатации. После установки в двигатель внутреннего сгорания на свечу с колпачком подают высокое напряжение через разъем высоковольтного провода, при этом в процессе работы электрическая емкость заряжается и после достижения ионизации искрового промежутка между электродом корпуса и центральным электродом разряжается. Происходит воспламенение горючей смеси усиленным током.

Эффект усиления тока искры происходит за счет:
- компенсации реактивных токов индуктивности катушки зажигания и емкости усилителя искры;
- сохранения энергии на конденсаторе усилителя искры после гашения искры и ее использования в последующем цикле;
- способностью конденсатора давать большой ток разряда, что обусловлено малым внутренним сопротивлением конденсатора.

Предлагаемый усилитель искры гарантирует воспламенение обедненной топливной смеси, низкооктанового топлива, запуск холодного и перегретого двигателя, уменьшает образование нагара, удлиняет срок службы свечи, уменьшает расход топлива.

Если условия эксплуатации двигателя внутреннего сгорания не требует усиления искры, то колпачок может быть легко снят и свеча зажигания используется без него.

Изобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания. Усилитель искры для свечи зажигания, содержащей корпус с электродом и изолятор с центральным электродом и присоединительным резьбовым концом, включает конденсатор в виде съемного колпачка из керамической втулки с наружной и внутренней обкладками и резьбового устройства фиксации, причем один торец керамической втулки образует электрический контакт наружной обкладки с корпусом свечи с помощью металлической обечайки, а внутренняя обкладка керамической втулки и центральный электрод также образуют между собой электрический контакт. Усилитель отличается тем, что во второй торец керамической втулки жестко закреплен трубчатый изолятор с электродом, повторяющий присоединительные размеры изолятора и присоединительного резьбового конца свечи. Изобретение позволяет получать мощный искровой разряд и быстро демонтировать усилитель. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Усилитель искры для свечи зажигания, содержащей корпус с электродом, изолятор с центральным электродом и присоединительным резьбовым концом, включающий конденсатор в виде съемного колпачка из керамической втулки с наружной и внутренней обкладками и резьбового устройства фиксации, один торец керамической втулки образует электрический контакт наружной обкладки с корпусом свечи с помощью металлической обечайки, а внутренняя обкладка керамической втулки и центральный электрод также образуют между собой электрический контакт, отличающийся тем, что во второй торец керамической втулки жестко закреплен трубчатый изолятор с электродом, повторяющий присоединительные размеры изолятора и присоединительного резьбового конца свечи. 2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что керамическая втулка выполнена из керамического материала с структурой перовскита.