СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК H01T13/20 H01T13/46 

Изобретение относится к технике воспламенения топливных смесей в двигателях внутреннего сгорания, в частности к искровым свечам зажигания.

Известна свеча зажигания для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (см. Ютn В.Е. Электрооборудование автомобилей. Учебник для автодорожных ВУЗов. М. - Транспорт, 1989 г., стр. 182-185), состоящая из корпуса и изолятора с закрепленным на них электродами. В такой свече происходит точечный искровой разряд, что не обеспечивает стабильного воспламенения рабочей смеси.

Известна свеча зажигания, содержащая корпус, закрепленный в нем изолятор с центральным электродом и четыре боковых электрода, закрепленных на корпусе (см. рекламный проспект германской фирмы "Bosch"). Модель свечи зажигания Bosch Super 4 имеет 8 точек для возникновения искрового разряда, что увеличивает вероятность воспламенения рабочей смеси, однако эта свеча не обеспечивает гарантийного зажигания на всех режимах, а использование четырех боковых злектродов усложняет конструкцию.

Наиболее близким но конструкции к предлагаемому изобретению является устройство для поджига горючей смеси но патенту РФ 2074609 A 01 G 9/2, Н 01 Т 13/46, содержащее корпус с боковым электродом и закрепленный в корпусе изолятор с размещенным в нем центральным электродом.

В этой конструкции в боковом электроде в виде пластины с отгибом, перекрывающим центральный электрод, соосно с последним выполнено (в его отогнутой части) сквозное отверстие диаметром, на 3-35% превышающее максимальный диаметр выемки в центральном электроде, которая выполнена конусной.

Такое устройство обеспечивает повышение мощности искры, но сила ее сконцентрирована в одном направлении и в таком устройстве возникает краевой эффект, т.е. увеличение напряженности электрического поля на кромках электродов, что приведет к эрозии электродов, перегреву, нагароотложению и ухудшению параметров двигателя. Кроме того, в таком устройстве, как и в других известных свечах, искровой зазор устанавливают постоянным, усредненным, что не может быть оптимальным для различных двигателей и различных режимов их эксплуатации.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение многоточечного искрового разряда для направленного воспламенения горючей смеси с обеспечением требуемого оптимального зазора для различных типов двигателей и режимов их эксплуатации, а также обеспечение самоочищения электродов от нагара.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая свеча зажигания, содержащая корпус с боковым электродом и закрепленный в корпусе изолятор с размещенным в нем центральным электродом, образующим с боковым электродом искровой зазор, отличающаяся тем, что боковой электрод выполнен в виде незамкнутого кольца, расположенного в различных вариантах его исполнения, либо соосно, либо параллельно центральному электроду и снабженного дополнительным отгибом, взаимодействующим с торцем, либо с боковой поверхностью последнего. При этом боковой электрод во всех его вариантах, описываемых ниже, может быть выполнен из стержня круглого, либо многогранного сечения из однородного материала, либо из биметаллической полосы.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображен общий вид свечи зажигания; на фиг.3...8 варианты выполнения боковою электрода и зазоров между ним и центральным электродом.

Свеча зажигания содержит корпус 1 (см. фиг.1...2), снабженный резьбой для ввертывания в головку цилиндров, закрепленный в нем изолятор 2 с контактной головкой 3 и центральным электродом 4.

Боковой электрод 5 прикреплен к корпусу 1 и выполнен в виде незамкнутого кольца 6, расположенною с зазором "а" вокруг центрального электрода 4 и снабженного дополнительным отгибом 7, выполненным параллельно его торцу с зазором "в".

На фиг. 3. ..4 кольцевая часть 6 бокового электрода 5 расположена с зазором "а" вокруг центрального электрода 4, а дополнительный отгиб 7 выполнен параллельно оси центрального электрода 4 с зазором "в".

На фиг.5 кольцевая часть 6 бокового электрода 5 расположена с переменным зазором a₁<a₂<а₃...<a_n вокруг центрального электрода 4.

На фиг.6 кольцевая часть 6 бокового электрода 5 расположена параллельно торцу центрального электрода 4 с зазором "d", a дополнительный отгиб 7 выполнен параллельно оси центрального электрода с зазором "в".

На фиг. 7 кольцевая часть 6 бокового электрода расположена параллельно оси с зазором "d", а дополнительный отгиб 7 выполнен параллельно торцу центрального электрода 4 с зазором "в".

На фиг.8 кольцевая часть 6 бокового электрода 5 и дополнительный отгиб 7 расположены параллельно оси центрального электрода 4 соответственно с зазорами "d" и "в".

В серийном производстве и процессе сборки производят первоначальную настройку свечи, т.е. установку зазора "а", который обеспечивается зазором "с" (см. фиг.2, 4, 5), и соответственно зазора "в" и "d".

Предлагаемая свеча зажигания работает следующим образом. Электрическая искра возникает в результате импульса высокого напряжения, подаваемого на контактную головку 3 центрального электрода 4 (см. фиг.1 и 2). После достижения напряжения пробоя искровые зазоры "а" и "в" пробиваются и возникает искра, при этом образуется небольшой объем газа, нагретого до высокой температуры, который и и воспламеняет горючую смесь вблизи электродов, вследствие чего возникает фронт пламени, быстро распространяющийся в камере сгорания.

За счет выполнения бокового электрода в виде незамкнутого кольца, расположенного соосно либо параллельно центральному электроду и снабженного дополнительным отгибом, возникает, обновляется и удерживается зона с повышенной концентрацией заряженных частиц в искровых промежутках, т.е. образуются многоточечные искровые разряды, что обеспечивает высокую эффективность и надежность воспламенения горючей смеси.

Выбор той или другой конструкции бокового электрода согласно предлагаемым вариантам производится экспериментальным путем в зависимости от предполагаемого типа двигателя внутреннего сгорания, его мощности, быстроходности и формы камеры сгорания. В рекламе и на сопроводительной документации к каждому варианту из предлагаемых свечей отражают рекомендуемый тип двигателя, с которым предлагаемые свечи будут работать оптимально, т.е. бyдут обеспечивать надежное возгорание топлива, устойчивость процесса, долговечность свечей за счет минимального нагара.

Выполнение бокового электрода в предлагаемых вариантах, т.е. в виде незамкнутого кольца, снабженного дополнительным отгибом, обеспечивает:
- многоточечный разряд в любом направлении, поскольку искра образуется и в вертикальной и в горизонтальной плоскости;
- возникновение эффекта соленоида, создающего магнитное поле, которое усиливает искру;
- выравнивание теплового режима работы свечи, что уменьшает нагары и увеличивает срок службы свечи.

Возможность выбора кольцевой части бокового электрода либо с постоянным, либо с переменным зазором вокруг центрального электрода (см. фиг.5), и возможность независимой установки зазора между кольцевой частью и дополнительным отгибом бокового электрода и центральным электродом обеспечивает оптимальную мощность электрической искры в зависимости от режима работы двигателя.

Выполнение боковою электрода из стержня некруглого сечения, а из многогранника усиливает эффект "многоточечности" искры. Выполнение кольцевой части и дополнительного отгиба бокового электрода из биметаллической пластины позволяет самоустанавливаться искровому зазору в зависимости от теплового режима работы двигателя.

Применение предлагаемого бокового электрода не затрагивает конструкцию остальных элементов традиционной свечи зажигания и крепление бокового электрода к корпусу производится известным способом. Это позволяет быстро перестроить любое действующее массовое производство на предлагаемые варианты свечей при минимальных затратах на подготовку производства.

Таким образом, предлагаемые варианты свечи с боковым электродом в виде незамкнутого кольца и снабженного дополнительным отгибом позволяют обеспечить выполнение всех названных целей изобретения.

Изобретение относится к свечам зажигания и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания и других установках, где требуется воспламенение топлива. Свеча зажигания содержит корпус с боковым электродом, закрепленный в корпусе изолятор с размещенным в нем центральным электродом, образующим с боковым электродом искровой зазор. Боковой электрод выполнен в виде незамкнутого кольца и расположен соосно либо параллельно центральному электроду и снабжен дополнительным отгибом, взаимодействующим с торцом либо боковой поверхностью последнего. Техническим результатом является обеспечение многоточечного разряда и упрощение конструкции. 9 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Свеча зажигания, содержащая корпус с боковым электродом и закрепленный в корпусе изолятор с размещенным в нем центральным электродом, образующим с боковым электродом искровой зазор, отличающаяся тем, что боковой электрод выполнен в виде незамкнутого кольца, расположенного соосно либо параллельно центральному электроду и снабженного дополнительным отгибом, взаимодействующим с торцом либо боковой поверхностью последнего. 2. Свеча по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая часть бокового электрода расположена с зазором вокруг центрального электрода, а дополнительный отгиб выполнен параллельно его торцу. 3. Свеча по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая часть бокового электрода расположена с зазором вокруг центрального электрода, а дополнительный отгиб выполнен параллельно его оси. 4. Свеча по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что кольцевая часть бокового электрода расположена либо с постоянным, либо с переменным зазором вокруг центрального электрода. 5. Свеча по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая часть бокового электрода расположена параллельно торцу, а дополнительный отгиб выполнен параллельно оси центрального электрода. 6. Свеча по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая часть бокового электрода расположена параллельно оси, а дополнительный отгиб выполнен параллельно торцу центрального электрода. 7. Свеча по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая часть бокового электрода и дополнительный отгиб расположены параллельно оси центрального электрода. 8. Свеча по пп. 1-7, отличающаяся тем, что кольцевая часть и дополнительный отгиб бокового электрода выполнены из стержня круглого сечения. 9. Свеча по пп. 1-7, отличающаяся тем, что кольцевая часть и дополнительный отгиб бокового электрода выполнены из стержня многогранного сечения. 10. Свеча по пп. 1-7, отличающаяся тем, что кольцевая часть и дополнительный отгиб бокового электрода выполнены из биметаллической пластины.