СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК H01T13/32 

Область техники

Настоящее изобретение относится к свече зажигания, в частности к улучшенной свече зажигания, которая способна значительно улучшить эффективность распространения искры зажигания и эффективность сжигания топлива при использовании в двигателе внутреннего сгорания.

Предшествующий уровень техники

Обычно, как показано на фиг.3, боковой заземленный электрод 12 свечи зажигания 11 изогнут и имеет L-образную форму, будучи перпендикулярным к направлению осевого центрального электрода так, чтобы поперечное сечение разрядной части 14, обращенной к осевому центральному электроду 13, было прямоугольным.

Когда возникает искровой разряд свечи зажигания, искра появляется между осевым центральным электродом 13 и концевой разрядной частью 14 заземленного электрода 12, расположенной ниже осевого центрального электрода 13. Газовая смесь в искровом промежутке 15, сформированном этими электродами, воспламеняется за счет искры так, что сжатая газовая смесь воспламеняется в цилиндре. В обычных конструкциях высокое давление газа, вызванное воспламенением, может быть заблокировано концевой разрядной частью 14 так, что эффект распространения горения на воздушно-топливную газовую смесь в камере сгорания является недостаточно хорошим.

Когда остаточный углерод остается в искровом промежутке между электродами, то углерод может накапливаться и изменяться от фазы частиц до фазы соединения на поверхностях электродов 13 и 14 так, что между электродами 13 и 14 может возникнуть короткое замыкание. В таком состоянии, даже при подаче напряжения, искра может не возникать, что ведет к серьезным проблемам вплоть до остановки двигателя или выпуску газовой смеси через выхлопную трубу в состоянии без сгорания. Когда несгоревшая газовая смесь выпускается в выхлопную трубу, часто проявляется эффект обратной вспышки, при этом проявляется аварийный эффект и снижается эффективность сгорания.

Во время использования из-за коррозии может появиться трещина на части концентрации разряда фронтального конца осевого центрального электрода 13, что приводит к возникновению критического повреждения. Срок службы свечи зажигания может снизиться из-за несбалансированного износа.

Как показано на фиг.4 и 5, для преодоления вышеназванных проблем разработана свеча зажигания 26, которая включает осевой центральный электрод 21 для выработки искры и боковой заземленный электрод 25, расположенный напротив осевого центрального электрода 21, причем боковой заземленный электрод 25 отделяется искровым промежутком 22 от осевого центрального электрода 21, а разрядная концевая часть 23 бокового заземленного электрода 25 выполнена круглой формы и имеет центральное круглое отверстие 24. Головка 27, часть которой разомкнута, выполнена на разрядной концевой части 23 свечи зажигания 26, а множество выступов 28 выполнено на кольцевой внутренней боковой стороне круглой разрядной концевой части 23 круглой формы в плане. В вышеописанной конструкции, когда возникает искра свечи зажигания, быстро распространяющийся фронт высокого давления проходит через центральное круглое отверстие 24 посередине разрядной концевой части 23 заземленного электрода 25, остаточный углерод быстро распыляется из промежутка 22 между электродами 21 и 25, причем остаточный углерод не накапливается на разрядных поверхностях электродов, тем самым улучшая эффективность работы и продлевая срок эксплуатации изделия. Дополнительно, боковой заземленный электрод 25 сконструирован для эффективного распространения тепловой энергии, возникающий во время искрового разряда и воспламенения воздушно-топливной смеси от круглой разрядной концевой части 23, при этом область генерации искрового разряда может увеличиться.

Однако известно, что свеча зажигания, имеющая круглую разрядную концевую часть 23, лишь незначительно предотвращает проблему накапливания углерода на поверхностях электродов. Также, если сжатая газовая смесь в искровом промежутке 22 между электродами 21 и 25 распределена неравномерно, то скорость распространения искры и эффективность сгорания газовой смеси существенно снижается. Вышеуказанные проблемы появляются из-за того, что искры разрядов, возникающие у свечи зажигания, не воздействуют на неравномерно распределенную газовую смесь. Выступы 28, выполненные на внутренней боковой стороне круглой разрядной концевой части 23, сформированы с простой конструкцией, при этом накапливающийся углерод не может эффективно удаляться с поверхностей электродов, т.к. искры разрядов распространяются в простой линейной форме.

Раскрытие изобретения

Соответственно, целью настоящего изобретение является создание свечи зажигания, которая преодолевает проблемы, встречающиеся в предшествующем уровне техники.

Другой целью настоящего изобретения является создание свечи зажигания, в которой эффективность распространения искры значительно улучшена за счет обеспечения лучшего смешивания в искровом промежутке между электродами, с искровым промежутком, намного больше воздействующим на эффективность распространения искры, и со смешиванием, обеспечивающим функцию генерации турбулентного потока. Дополнительно, эффективность сгорания топлива значительно улучшается, базируясь на увеличенной силе воспламенения, такой, что удаление остаточного углерода от электродов является эффективным, и электроды изнашиваются равномерно.

Для достижения вышеуказанных целей, в свече зажигания, включающей осевой центральный электрод для разряда искры зажигания и боковой заземленный электрод, который расположен напротив осевого центрального электрода относительно искрового промежутка, с круглой частью, имеющей центральное круглое отверстие, выполненной на разрядной концевой части бокового заземленного электрода, дополнительно обеспечивается улучшение свечи зажигания за счет выполнения множества спиральных выступов, выступающих из внутренней стороны круглой части в направлении центрального круглого отверстия так, чтобы сформировать турбулентный поток в газовой смеси, когда газ, сжатый во время хода сжатия, подается в искровой промежуток через центральное круглое отверстие.

Центральное круглое отверстие может выполняться коническим с диаметром, возрастающим в направлении его нижней части.

Диаметр верхней части центрального круглого отверстия может составлять около 2/3 диаметра осевого центрального электрода.

Краткое описание фигур чертежей

фиг.1 - вид во фронтальном разрезе в увеличенном масштабе, иллюстрирующий электрод свечи зажигания по настоящему изобретению;

фиг.2 - вид снизу, иллюстрирующий боковой заземленный электрод свечи зажигания по настоящему изобретению;

фиг.3 - вид, иллюстрирующий одну обычную свечу зажигания;

фиг.4 и 5 - виды, иллюстрирующие другую обычную свечу зажигания.

Лучший вариант осуществления изобретения

Конструкция настоящего изобретения будет описана со ссылкой на сопровождающие чертежи.

На фиг.1 представлен вид во фронтальном разрезе в увеличенном масштабе, иллюстрирующий электрод свечи зажигания по настоящему изобретению, а на фиг.2 представлен вид снизу, иллюстрирующий боковой заземленный электрод свечи зажигания по настоящему изобретению.

При описании настоящего изобретения ссылки на элементы, которые одинаковы с элементами как в известных конструкциях, за исключением электродов, будут отнесены к этим известным конструкциям.

Выступы 3 выполнены на нижней поверхности осевого центрального электрода 2 свечи зажигания 1 и выступают со структурой, подобной небольшим выступающим песчинкам, полученной в процессе накатки, для улучшения эффекта искрового разряда. Круглая часть 6 выполнена на разрядной концевой части бокового заземленного электрода 4, установленного с нижней стороны осевого центрального электрода 2, и включает центральное круглое отверстие 5, как бы окружающее пространство вокруг точки пересечения с продолжением линии оси осевого центрального электрода 2. Круглая часть 6, которая является разрядным концом для осевого центрального электрода 2, и боковой заземленный электрод 4 удалены друг от друга на величину искрового промежутка 7.

В дополнение, диаметр центрального круглого отверстия 5 круглой части 6 выполнен немного меньше, чем диаметр осевого центрального электрода 2. Центральное круглое отверстие 5 имеет одинаковый диаметр по толщине электрода, однако предпочтительнее выполнять это отверстие коническим в форме рупора.

Центральное круглое отверстие 5 выполнено коническим в форме рупора, а его верхняя часть (контактирующая с искровым промежутком), выполненная со стороны осевого центрального электрода 2, имеет часть меньшего диаметра (d1), причем диаметр увеличивается в направлении нижней стороны (сторона камеры сгорания) так, что часть большего диаметра (d2) выполнена с нижней стороны.

Несколько спиральных выступов 7 выступают из конической поверхности Т внутренней поверхности центрального круглого отверстия 5 и имеют скрученную форму, подобную лопастям электровентилятора, монтируемого на стене здания.

Дополнительно, часть меньшего диаметра (d1) конического центрального круглого отверстия 5 имеет диаметр около 2/3 диаметра (D) осевого центрального электрода 2. Часть меньшего диаметра (d1) выполнена меньше, чем осевой центральный электрод 2, для генерации искры таким образом, чтобы искра сталкивалась с поверхностью разряда 8, тем самым улучшая форму разряда.

Газ, сжатый во время хода сжатия двигателя со свечой зажигания по настоящему изобретению, поступает в сторону свечи зажигания 1, которая относится к верхней стороне камеры сгорания. В то же время, сжатая газовая смесь направляется коническим центральным круглым отверстием 5, еще больше сжимается и закручивается с помощью спиральных выступов 7, тем самым создавая турбулентный поток, и вдувается в искровой промежуток 7 между электродами 2 и 4.

В сжатом газе, введенном в искровой промежуток 7, топливо и воздух равномерно перемешаны, и топливо трансформировано в микрочастицы.

Когда свеча зажигания 1 действует после завершения хода сжатия, искра возникает между электродами 2 и 4, которые находятся под напряжением, причем искра появляется в сжатом газе, вспышка направляется коническим отверстием 5, которое придает ей большую ширину, и распространяется широко во внутреннем пространстве цилиндра. Вспыхнувший газ вдувается спирально за счет спиральных выступов 7, благодаря чему возникает более мощное воспламенение при его сравнении с обычным уровнем техники.

Углерод, собравшийся у спиральных выступов 7, конической поверхности Т центрального круглого отверстия 5 и разрядной поверхности 8, может легко удаляться за счет эффекта турбулентности газовой смеси и газов сгорания, который достаточно сильно проявляется во время воспламенения за счет сжатия и искрового разряда.

Промышленная применимость

Как было описано выше, круглая часть, имеющая центральное круглое отверстие, формируется на разрядной концевой части бокового заземленного электрода, который расположен напротив осевого центрального электрода, а множество спиральных выступов выступают из внутренней поверхности круглой части в направлении центрального круглого отверстия так, чтобы сжатый газ тек в турбулентном состоянии и вводился в искровой промежуток для того, чтобы газ равномерно смешивался и изменился до состояния микрочастиц, тем самым повышая эффективность распространения искры и достижения полного сгорания топлива для существенного повышения эффективности сжигания топлива.

Дополнительно, поскольку мощная турбулентность формируется спиральными выступами во время хода сжатия и воспламенения, углерод, накопившийся у электродов, удаляется. И возможно предотвратить нестабильность возникновения искры. Осевой центральный электрод и боковой заземленный электрод изнашиваются равномерно. Период эксплуатации свечи зажигания может быть существенно увеличен.

Настоящее изобретение может быть осуществлено во многих формах без отхода от духа и его существенных признаков, и также должно быть понятно, что вышеописанные примеры не ограничиваются никакими подробностями предшествующего описания, если не оговорено иное, и скорее должно рассматриваться шире в его духе и в рамках, определенных прилагаемой формулой изобретения, и поэтому все изменения и модификации, которые попадают под признаки и в границы этой формулы, или эквиваленты таких признаков и границ должны быть охвачены прилагаемой формулой.

Изобретение относится к свечам зажигания, в частности к улучшенной свече зажигания, которая способна значительно улучшить эффективность распространения искры зажигания и эффективность сжигания топлива при использовании в двигателе внутреннего сгорания. Свеча зажигания включает осевой центральный электрод (2) для искрового разряда и боковой заземленный электрод (4), находящийся напротив осевого центрального электрода (2) относительно искрового промежутка, с круглой частью (6) в плане, имеющей центральное круглое отверстие (5), выполненное на разрядном конце бокового округлого электрода. При этом свеча зажигания (1) включает множество спиральных выступов (7), которые выступают из внутренней стороны круглой части в направлении центрального круглого отверстия (5) так, чтобы сформировать турбулентный поток в газовой смеси, когда газ, сжатый во время хода сжатия, подается в искровой промежуток через центральное круглое отверстие (5). Техническим результатом является улучшение эффективности распространения искры за счет обеспечения лучшего смешивания в искровом промежутке между электродами, обеспечение функции генерации турбулентного потока, а также увеличение силы воспламенения. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Свеча зажигания, включающая осевой центральный электрод для разряда искры зажигания и боковой заземленный электрод, который расположен напротив осевого центрального электрода относительно искрового промежутка, с круглой частью, имеющей центральное круглое отверстие, выполненной на разрядной концевой части бокового заземленного электрода, отличающаяся тем, что имеется множество спиральных выступов, выступающих из внутренней стороны круглой части в направлении центрального круглого отверстия так, чтобы сформировать турбулентный поток в газовой смеси, когда газ, сжатый во время хода сжатия, подается в искровой промежуток через центральное круглое отверстие.

2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что центральное круглое отверстие выполнено коническим, с диаметром, возрастающим в направлении его нижней части.

3. Свеча по п.1 или 2, отличающаяся тем, что диаметр верхней части центрального круглого отверстия составляет около 2/3 диаметра осевого центрального электрода.