СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК H01T13/20 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам зажигания двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение эффективности и стабильности работы свечи зажигания.

Известна свеча зажигания типа А 17 ДВ, широко применяемая в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей. Эта свеча содержит корпус с боковым массовым электродом, изолятор и центральный электрод. Рабочая часть массового электрода расположена непосредственно над торцем центрального электрода и образует с ним искровой промежуток. Существенным недостатком такой свечи является то, что массовый электрод экранирует искровой промежуток от камеры сгорания. Воспламененные в искровом промежутке частицы горючей смеси распространяются по всем направлениям, но в сторону массового электрода встречают на своем пути поверхность массового электрода, соударяются с ней, гасят свою кинетическую энергию и теряют свою воспламеняющую способность. В камере сгорания, при этом, наблюдается "затененная" зона, создаваемая массовым электродом, где воспламенение происходит не эффективно, не достаточно энергично и не полно. Центральный электрод снизу экранирует искровой промежуток. Воспламенение беспрепятственно распространяется только в узкие щели в боковых направлениях от искрового промежутка. Таким образом значительный объем камеры сгорания экранирован от искрового промежутка электродами свечи, что препятствует эффективному воспламенению горючей смеси по всему объему камеры сгорания. Кроме того, такая конструкция электродов затрудняет заполнение межэлектродного зазора частицами свежей горючей смеси ввиду малой величины зазора и заэкранированности от рабочего объема камеры сгорания, куда производится всасывание горючей смеси. Чтобы заполнить межэлектродный зазор свежей горючей смесью необходимой для эффективного воспламенения концентрацией, необходимо общее преобогащение всей подаваемой в камеру сгорания горючей смеси. Преобогащенная горючая смесь не успевает сгорать полностью за время рабочего хода поршня и выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Чтобы улучшить эффективность работы такой свечи, увеличивают величину искрового промежутка, но при этом необходимо увеличивать величину пробивного напряжения, а это нередко приводит к электрическим пробоям вне искрового промежутка, что нарушает стабильность работы свечи.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности и стабильности работы свечи зажигания, повышение ее воспламеняющей способности.

Поставленная цель достигается тем, что в свече зажигания, содержащей корпус с массовым электродом и центральный электрод, закрепленный в изоляторе, рабочая часть центрального электрода образует заостренные выступы, разделенные профильным углублением, массовый электрод наклонен сбоку к центральному электроду и в рабочей части образует заостренные выступы, разделенные профильным углублением, причем заостренные выступы и профильные углубления центрального и массового электродов расположены против друг друга и образуют профильную структуру искрового промежутка. Ось искрового разряда имеет наклон к оси свечи, чем обеспечивается наибольшая открытость искрового разряда.

На фиг.1 изображена рабочая часть предлагаемой свечи зажигания. Свеча зажигания содержит корпус 1 с массовым электродом 2, изолятор 3 с закрепленным в нем центральным электродом 4. Верхняя часть центрального электрода 4 образует заостренные выступы, разделенные профильным углублением. Массовый электрод 2 наклонен сбоку к центральному электроду 4, образует в рабочей части заостренные выступы, разделенные профильным углублением. Заостренные выступы и профильные углубления центрального 4 и массового 2 электродов расположены против друг друга и образуют профильную структуру искрового промежутка, вид А. Ось искрового разряда наклонена к оси свечи под углом α с таким расчетом, чтобы обеспечивать наибольший охват воспламенением всего объема камеры сгорания.

Данная свеча работает следующим образом. При подаче высоковольтного напряжения на центральный 4 и массовый 2 электроды на заостренных выступающих поверхностях образуется повышенная концентрация электрических зарядов. Следовательно, облегчается выход электронов за поверхность электрода за счет сил взаимного расталкивания. Вышедшие на поверхность и вблизи поверхности электроны легко подхватываются электрическим полем и при достаточном ускорении производят ионизацию частиц горючей смеси, которые, получив электрический заряд, ускоряются в электрическом поле и производят воспламенение окружающих частиц горючей смеси. При этом в пространстве между профильными углублениями центрального и массового электродов образуется зона повышенной напряженности электрического поля и электрический разряд перемещается к этой зоне.

На фиг.2 изображено электрическое поле между плоскими электродами, используемыми в прототипе в зоне искрового промежутка. Силовые линии напряженности электрического поля в таком зазоре распределены равномерно (без учета краев) и величина напряженности прямо пропорциональна приложенному внешнему напряжению. Траектория искрового разряда А1-А2 (пунктирная линия) равна межэлектродному зазору d.

На фиг.3 изображено электрическое поле профильного межэлектродного зазора заявляемой свечи зажигания. Из рассмотрения картины силовых линий напряженности электрического поля создаваемой профильной конфигурацией электродов видно, что по отношению к прототипу при одинаковом внешнем напряжении и одинаковом межэлектродном расстоянии d густота силовых линий напряженности электрического поля вблизи линии С-С значительно увеличивается. Это означает, что вблизи линии С-С напряженность электрического поля значительно возрастает (особенно в центре в 2-2,5 раза). Таким образом, создается канал повышенной напряженности электрического поля для осуществления наиболее вероятного, более мощного, более удлиненного искрового разряда. Электрический разряд возникает вблизи точки В1, как в зоне повышенной поверхностной концентрации электронов, создаваемой выступающей поверхностью. Далее искровой разряд втягивается в зону более сильного электрического поля к линии С-С, становится более мощным и энергичным. Примерная траектория искрового разряда показана на фиг.3 пунктирной линией В1-В2 в 1,5-2 раза длиннее, чем в прототипе (фиг.2, линия А1-А2).

Таким образом, путь разряда значительно увеличивается, что увеличивает вероятность и эффективность воспламеняющего действия. Электрический разряд получается более мощным, энергичным и более удлиненным. За счет предлагаемой конструкции электродов и их взаимного расположения искровой промежуток увеличен, а искровой разряд не экранируется от камеры сгорания. Поэтому горючая смесь эффективно воспламеняется по всему объему камеры сгорания, обеспечивая наиболее полное и эффективное сгорание горючей смеси.

Предлагаемая свеча зажигания способствует повышению экономичности и экологичности двигателя внутреннего сгорания за счет улучшения воспламеняющего действия и эффективности работы свечи зажигания, обеспечивающей наиболее полное и энергичное воспламенение и сгорание горючей смеси.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам зажигания двигателей внутреннего сгорания. Технический результат заключается в возможности повышения эффективности воспламеняющего действия и стабильности искрообразования. Согласно изобретению свеча зажигания включает в себя центральный электрод, расположенный в изоляторе, и боковой электрод, закрепленный на корпусе. При этом рабочая часть как центрального, так и массового электрода образует заостренные выступы, разделенные профильным углублением. Причем заостренные выступы и профильные углубления центрального и массового электродов расположены напротив друг друга и образуют профильную структуру искрового промежутка. 3 ил.

Свеча зажигания, содержащая центральный электрод, расположенный в изоляторе, и боковой массовый электрод, закрепленный на корпусе, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности воспламеняющего действия и стабильности искрообразования, рабочая часть центрального электрода образует заостренные выступы, разделенные профильным углублением, и массовый электрод, наклоненный сбоку к центральному электроду, образует в рабочей части заостренные выступы, разделенные профильным углублением, причем заостренные выступы и профильные углубления центрального и массового электродов расположены напротив друг друга и образуют профильную структуру искрового промежутка.