СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК H01T13/02 H01T13/20 H01T13/54 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к свечам зажигания, которые используются в двигателях внутреннего сгорания автомобилей, мотоциклов, мотороллеров.

Необходимость в создании новой свечи зажигания обоснована повышенными требованиями к чистоте выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, а также к снижению удельного расхода топлива. К сожалению, конструкция и эксплуатационные характеристики существующих свечей зажигания не отвечают современным требованиям, наряду с изложенным, в некоторых странах возникла проблема с качеством топлива: использование топлив с ухудшенными карбюрационными свойствами приводит к повышению выброса вредных веществ и к быстрому износу двигателя.

Наиболее близкой из существующих свечей зажигания по сходству конструкции и достигаемому результату является свеча зажигания, описанная в авторском свидетельстве СССР № 422058 (МПК Н 01 Т 13/02).

Известная свеча зажигания содержит металлический корпус с камерой, образованной его боковой стенкой и изолятором, а также Г-образный центральный электрод. Боковая стенка камеры снабжена, по меньшей мере, одним тангенциальным отверстием и образует искровой зазор с торцом Г-образного центрального электрода. Свеча содержит прокладки, зажимное кольцо и клемму для подключения провода.

Конструкция данной свечи выбрана в качестве прототипа.

Известная и заявляемая свечи имеют общие, существенные признаки:

- металлический корпус;

- камера, образованная боковой стенкой корпуса;

- изолятор;

- центральный электрод, образующий с боковой стенкой камеры искровой зазор.

Однако известная свеча имеет существенные недостатки. Традиционно сложившийся размер головки свечи (12 мм) не позволяет снабдить камеру тангенциальными отверстиями достаточного сечения, что приведет к нарушению в работе двигателя при повышении оборотов, а Г-образный электрод вносит возмущение в поток обогащенного слоя смеси, перемешивая его с обедненной частью.

Кроме того, свеча имеет небольшой срок работы ввиду износа торца Г-образного центрального электрода.

В основу изобретения поставлена задача создать конструкцию свечи зажигания для двигателя внутреннего сгорания, в которой за счет введения дополнительного элемента, установленного на входе в камеру, иного исполнения центрального электрода, благодаря чему искровой зазор образован боковой стенкой камеры свечи и боковой стенкой центрального электрода, обеспечить повышение эффективности работы свечи, надежности воспламенения обедненных топливных смесей, увеличение скорости их сгорания в цилиндре двигателя, снижение выброса вредных веществ в атмосферу, а также увеличение срока эксплуатации свечи.

Поставленная задача решена в конструкции свечи зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащей металлический корпус с камерой, образованной его боковой стенкой и изолятором, центральный электрод, установленный с образованием искрового зазора с боковой стенкой камеры, тем, что в камере со стороны входа установлен винт, а центральный электрод выполнен пустотелым, при этом искровой зазор образован боковыми стенками камеры и центрального пустотелого электрода.

Кроме того, в боковой стенке центрального пустотелого электрода выполнено, как минимум, одно отверстие. Иным отличием является то, что в боковой стенке центрального пустотелого электрода выполнен, как минимум, один вырез.

Новым в заявляемом изобретении является наличие следующих основных, существенных признаков:

- в камере установлен винт;

- винт установлен со стороны входа;

- центральный электрод выполнен пустотелым;

- искровой зазор образован боковой стенкой камеры и боковой стенкой центрального электрода.

Кроме того, новизну определяют наличие второстепенных признаков, позволяющих улучшить работу заявляемой свечи и обеспечить возможность изготовления свечи в различных вариантах. К таким признакам относятся следующие признаки:

- в боковой стенке центрального пустотелого электрода выполнено, как минимум, одно отверстие;

- в боковой стенке центрального пустотелого электрода выполнен, как минимум, один вырез.

Причинно-следственную связь между совокупностью заявленных признаков и достигаемым результатом можно объяснить следующим.

Наличие в камере со стороны входа винта позволяет придать топливной смеси вращательное движение при поступлении ее в камеру свечи, а также придает вращательное движение выбрасываемым из камеры продуктам горения.

В конструкции свечи по прототипу центральный электрод выполнен цельным (не пустотелым) и Г-образным. В связи с этим искровой зазор ("искровой промежуток") образован торцом центрального электрода и боковой стенкой камеры.

В отличие от известного в заявляемой свече центральный электрод выполнен, во-первых, прямым, т.е. не изогнутым, а во-вторых, пустотелым. Такое исполнение центрального электрода позволило исключить возмущение в потоке топливной смеси, поступающей в камеру свечи.

Выполнение в боковой стенке центрального электрода, как минимум, одного отверстия стало возможным благодаря тому, что центральный электрод выполнен пустотелым. Наличие такого отверстия позволяет одновременно воспламенить горючую смесь в полости электрода.

Выполнение в боковой стенке центрального пустотелого электрода, как минимум, одного выреза, например скошенным, позволяет увеличить мощность факела.

На чертежах представлена заявляемая свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания:

фиг.1 - общий вид свечи в разрезе;

фиг.2 - сечение А-А;

фиг.3 - вид свечи с отверстием в боковой стенке центрального пустотелого электрода;

фиг.4 - сечение А-А на фиг.3;

фиг.5 - вид свечи со скошенным торцом центрального пустотелого электрода;

фиг.6 - вид свечи с отверстием в боковой стенке центрального пустотелого электрода, торец которого выполнен скошенным.

Лучший вариант осуществления изобретения.

Вариант 1.

Свеча зажигания содержит металлический корпус 1 и камеру 2, которая образована боковыми стенками корпуса 1 и нижней частью изолятора 3. В теле изолятора 3 установлен центральный электрод 4, который выполнен пустотелым и образует искровой зазор 5 между своей боковой стенкой и боковой стенкой камеры 2.

На входе в камеру 2 установлен винт 6. Для обеспечения герметичности свеча обеспечена прокладкой 7 и кольцом 8.

Свеча работает следующим образом.

При работе двигателя во время такта сжатия горючая смесь нагнетается в камеру 2, где, проходя вдоль винтовой поверхности винта 6, приобретает вращательное движение, вытесняя при этом отработанные газы предыдущего рабочего такта за искровой зазор 5. Под действием центробежных сил частицы топлива из смеси приближаются к стенке камеры 2, образуя обогащенный топливом слой. При электрическом разряде между центральным электродом 4 и стенкой камеры 2 возникает воспламенение обогащенного слоя смеси в искровом зазоре 5 и в полости центрального пустотелого электрода 4. Вследствие сгорания в камере 2 под действием образованного в ней давления продукты сгорания, двигаясь вдоль винтовой поверхности винта 6, приобретают вращательное движение и выталкиваются в камеру сжатия цилиндра двигателя (на чертежах не показано), где перемешивают и воспламеняют топливную смесь.

Варианты осуществления изобретения.

Вариант 2.

Конструкция свечи отличается от лучшего варианта исполнения тем, что в боковой стенке центрального пустотелого электрода 4 выполнено отверстие 9 (фиг.3, 4). Работа свечи, выполненной в соответствии с этим вариантом, аналогична работе, описанной в варианте 1. Отличие состоит в том, что воспламенение горючей смеси происходит в искровом зазоре 5 и одновременно через отверстие 9 в полости центрального пустотелого электрода 4.

Вариант 3.

Конструкция свечи отличается от лучшего варианта исполнения тем, что в боковой стенке центрального пустотелого электрода 4 выполнен вырез, т.е. торец центрального пустотелого электрода 4 выполнен скошенным (фиг.5).

Существенных различий в работе свечей нет.

Вариант 4.

Конструкция свечи отличается от лучшего варианта исполнения тем, что в боковой стенке центрального пустотелого электрода 4 выполнено отверстие 9, как в варианте 2, и торец центрального пустотелого электрода 4 имеет вырез (фиг.6), т.е. выполнен скошенным.

Существенных различий в работе не обнаружено.

Конструкция заявляемой свечи технологична в изготовлении. Для ее производства требуется только частичное переоборудование производства, занимающегося изготовлением свечей для двигателей внутреннего сгорания. Заявителем изготовлена опытная партия свечей, которая испытана на автомобилях различных марок.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к свечам зажигания, которые используются в двигателях внутреннего сгорания автомобилей, мотоциклов, мотороллеров. Технический результат заключается в возможности создания конструкции свечи зажигания, обеспечивающей повышение эффективности работы свечи и надежности воспламенения обедненных топливных смесей, увеличение скорости их сгорания в цилиндре двигателя, снижение выброса вредных веществ в атмосферу, а также увеличение срока эксплуатации свечи. Свеча зажигания содержит металлический корпус с камерой и центральный электрод. В камере, образованной боковой стенкой корпуса и изолятором, со стороны входа установлен винт. Центральный электрод выполнен пустотелым, при этом искровой зазор образован боковыми стенками камеры и центрального пустотелого электрода. В боковой стенке центрального пустотелого электрода может быть выполнено, как минимум, одно отверстие и/или, как минимум, один вырез. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Свеча зажигания, содержащая металлический корпус с камерой, образованной его боковой стенкой и изолятором, центральный электрод, установленный с образованием зазора с боковой стенкой камеры, отличающаяся тем, что в камере со стороны входа установлен винт, а центральный электрод выполнен пустотелым, при этом искровой зазор образован боковыми стенками камеры и центрального пустотелого электрода.2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что в боковой стенке центрального пустотелого электрода выполнено, как минимум, одно отверстие.3. Свеча по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в боковой стенке центрального пустотелого электрода выполнен, как минимум, один вырез.