2. Система Зс1жигания по п. 1, отличающаяся тем, что функциональная связь распределителя с валом
двигателя вьтолнена, например, посредством регулятора опережения впрыска топлива.
1. Электронная система зажигания для дизельных двигателей с непосредственным BniAKKOM топлива в UKnwwptt, содержащая функционально связанные с валом двигателя распред литель высокого напряжения, транзисторный преобразователь напряжения, выходная обмотка трансформатора которого соединена с ротором распределителя высокого, напряжения через центральный электрод крышки распределителя, боковые электроды которой соединены с искровыми свечами зажигания, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода топлива и токсичности выхлопных газов, ротор выполнен в виде кольца или диска с одним основным и тремя дополнительшлш секторёми, центральные углы которых друг другу, а отношения радиусов первого, второго и третьего дополнительных секторов к р адиусу основного сектора соответственно ргшны 0,97-0,86 ,89 и 0,985-0,90
Изобретение относится к двигателе строению и касается двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива в цилиндры, преимущественно дизельных двигателей. Известна электрическая система за жигания дизельного двигателя, содержащая источник питания постоянного тока, включатель с самовозвратом, свечи накаливания и топливную аппара туру, включакадую топливный насос с регуляторами опережения впрьюка топлива и частоты вращения коленчатого вала и форсунки, В этой системе накаленная спираль свечи при запуске двигателя подогревает поступакадий в цилиндр воздух. Вследствие повышения давления в конце процесса сжатия и благодаря .наличию в камере сжатия нити накаленной спирали достигается дальнейшее резкое повышение температуры смеси возлуха с остаточными газами, чем облег чается самовоспламенение впрыснутого в цилиндр топлива и запуск двигателя 1., Однако на нагрев спиралей при запуске двигателя эта система потребля ет большой разрядный ток, а на остал ных режимах двигатель работает по классической схеме - без пострроннег источника воспламенения, т.е. самовоспламенением топлива от сжатия, имеющим длительный период развития предпламенной реакции, что предопределяет увеличение длительности перио да задержки воспламенения. Кроме того, эта система не обеспе чивает расширения первоначальных пре делов воспламенения, уменьшения пери да задержки воспламенения и устойчивого воспламенения и сжигания бедных смесей на всех режимах работы двигателя . Поэтому работа дизельного Двигателя по-прежнему сопровождается массовой неполнотой сгорания топлива выбросом в атмосферу воздуха большог количества токсичных веществ, резким увеличением работы сжатия и уменьшением работы расширения, а все это приводит к нерациональному расходова нию топлива, к снижению моторесурса двигателя и к увеличению его металло емкости. Известна также электронная систем зажигания, содержащая источник питания постоянного тока, источник высо кочастотных импульсов высокого напряжения, например, в виде транзисторного преобразователя напряжения, Функ- i ционально связанный с валом двигателя распределитель высокого напряжения, например, в виде механического распределителя, включанвдего ротор, снабженный токоразносным электродом в виде сектора, центральный угол которого выбирают в пределах 110-160, и крышку распределителя с центральным электродом, к кохорому подсоединен один конец выходной обмотки трансформатора преобразователя, и с боковыми электродами, которые подсоединены к свечам зажигания, в которых размеры зазоров между центральным и боковым электродами и центральным элект родом и внутренней кромкой .торца юбочки свечи выполняют равными между собой и, например, для свечи с диаметром нарезной части М18 эти. зазоры выполняют равными 4,5 и 4,5 мм. . В этой системе от начала момента зажигания до ИО-160 поворота коленчатого вала на свечи подают высокочастотные импульсы высокогонапряжения, частоту следования которых выбирают в пределах 2,5-40 кГц. Поэто.му возникакадими в межэлектродных промежутках свечи с размерами зазоров 4,5 и 4,5 мм электроискровыми разрядами в вице снопа и сопровождающими их явлениями, например расщеплением в каналах искровых разрядов , молекул реагирующих веществ на свободные атомы и ргщикалы, высокочастотными высоковольтными электромагнитными полями Боэникакхцими вокруг искровых разрядов и электродов свечи (проводников о током), прохождением тока через реагирующие вещества и до-, полнительным теплом, выделяемым ё каналах искровых разрядов, обеспечивается в течение примерно всего такта рабочего хода неперывное и непосредственное каталитическое воздействие на процессы воспламенения и сжигания горючей смеси, чем повышается ског. рость и полнота протекания химической реакции горения 2. Недостатком этой системы является то, что воспламенение и-сжигание горючей Смеси обеспечивается только , искровБми разрядами при значительно более низкой степени сжатия и .темпе- ратуре в конце процесса сжатия, чем ЭТО имеет место в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Цель изобретения - снижение расхо да топлива и .токсичности выхлопных газов за счет обеспечения расширения пределов воспламенения, уменьшения периода задержки воспламенения и устойчивого воспламенения и сжигания бедных смесей на всех режимах работы двигателя. Поставленная цель достигается тем что в электронной системе зажигания для дизельных двигателей с непосредственным впрыском топлива в цилиндры содержгицей функционально связанный с валом двигателя-распределитель высокого напряжения, транзисторный преоб разователь напряжения/ выходная обмо ка трансформатора которого соединена с ротором распределителя высокрго на пряжения через центральный электрод крышки распределителя, боковые элект роды которой соединены с искровыми свечами зажигания, ротор выполнен в виде кольца или диска с одним основНЁОл и тремя дополните ль ньви1и секторами, центральные углы которых равны друг другу, а отношения радиусов пер вого, второго и третьего дополнитель ных секторов к радиусу основного сек тора соответственно равны 0,97-0,86; 0,98-0,89 и 0,985-0,90. При этом функциональная связь рас пределителя с валом двигателя выполнена, например, посредством регулято ра опережения впрыска топлива. , На чертеже схематически изоб ажена электронная система зажигания, на пример, для четырехтактного яетырехгшлиндрювого дизельного двигателя с непосредственным впрысксм топлива в цилиндры.; Электронная система содержит источник 1 питания постоянного тока, положительный полюс которого соединен с замком зажигания 2, а отрицательный - с массой двигателя, источ,ник высокачастотных импульсов высокого напряжения, выполненный в виде транзисторного преобразователя напря жения, размещенного в двух блоках электронном 3 и трансформаторном 4, соединенньак междУ собой разъемом 5, причем блок 3 размещен, например, в кабине водителя, а трансформатор 4 в моторном отсеке. Начало выходной обмотки трансфо 1атора 4 соединено с массой двигателя, а конец 6 обмотки с центральным электродом крышки.7 распределителя S высокого напряжения Боковые электроды крышей 7 (на черте же крышка показана условно) распреде лителя соединены соответственно с ус тановленными в цилиндрах 9-12 двйгателя искровыми свечами зажигания 13-16 (в соответствии с установленным порядком работы цилиндров, напри мер, 9, 11, 12 и 10), с диаметром на Резной части, в которых размер зазоров между центральным и боковым электродами и центральным электродом и нутренней кромкой торца юбочки, свечи выполнены равными в 4,5 i«4.Ротор 17, размещенный на верхнем конце валика распределителя, выполнен в виде кольца или диска с тремя дополнительными секторами 18-20 и одним основным сектором 21, центральные углы которых выполнены равными 90 каждый а отношение радиуса первого 18, второго 19 и третьего 20 дополнительных секторов к радиусу основного сектора 21 выбрано в пределах: 0,97-0,86, 0,980,89, 0,985-0,90 соответственно. Так, например, если эти соотнетаения выбраны равными 0,86, 0,89 и 0,96, радиус основного сектора 21, как. и в известном распределителе, взят равным 30 мм, а зазор между образующей основного сектора 21 и боковым электродом крышки распределителя 7 (допуск которого в известном распределителе равен 0,30,8 мм) выбран равным 0,6 мм, то радиус основного сектора 21 равен 30 мм, первого дополнительного 18-25,8 NM, второго дополнительного 19-26,7 мм и третьего дополнительного 28-28,8 мм, а зазоры между боковыми электродами крышки 7 распределителя 8 и образующими основного сектора 21, первого дополнительного сектора 18, второго дополнительного сектора 19-3,9 мм и третьего дополнительного сектора 20 равны 0,6 мм, 4,8 мм, 3,9 мм и 18 мм соответственно. Приведенными соотношениями для выбора радиусов дополнительных секторов 18-20 ротора 17 достигается получение соответствующих зазоров между секторами 18-21 ротора 17 и боковыми электрод 1ми крышки 7 распределителя 8. Этим обеспечивается соответствующее распределение (регулирование); энергии, выделяемой в искровых разрядах между электродами искровых свечей зажигания 13-16, по тактам рабочего цикла двигателя в соответствии с условиями развития процесса ударной ионизации при данном состоянии среды, при данном такте т.е. обеспечивается получение следующих уровней энергии, выделяемой в искровых разрядах: в течение такта рабочего хода - номинальной, а в периоды остальных тактов - .номинальной или несколько сниженной энергии по сравнению с номинальной, но не ниже энергии коронного разряда, а выбранные величины центральных углов секторов 18-21 обеспечивают перекрытие тактов рабочего цикла двигателя. Функциональную связь распределителя высокого напряжения с валом двигателя возможно осуществить множеством кинематических и электрических связей. Однако обязательным условием для
ооуществления поставленной цели является синхронизация подачи на искровые свечи зажигания 13-16 искровых разрядов номинальной мощности от момента впрыска топлива до конца такта рабочего хода. Это осуществляете посредством кинематической связи распределителя высокого напряжения с регулятором опережения впрыска топлива. Для этого шлиц на нижнем конце приводно.го валика 22 распределителя высокого напряжения посредством муфты привода входит в зацепление со втулкой приводного механизма, имеющего ведомую 23 и ведущую 24 щес1ерни, которые выполнены, например, в корпусе 25 регуля:тора частоты враицения вала двигателя топливного насоса 26 с регулятором опережения впрыска топлива 27 так, что на шейке кулачкового вала 28 топливного насоса 26 выполнена ведущая щестерня 24, входящая в ёацепление с ведомой шестерней 23 с передаточным соотношением 1:1, форсунки 29-32 связаны с топливным насосом 26, а отсосная трубка 33 связывает внутренний объем крышки 7 распределителя 8 со всасывающим трактом двигателя (не показан) .
Система зажигания работает следующим образом.
Переднюю крюмку основного сектора 21 ротора 17 распределителя 8 устанавливают с опережением момента впрыска топлива в первом цилиндре 9 на 3-5. При включении замка зажигания 2 и вращении коленчатого вала двигателя от положительного полюса источника питания 1 на вход электронного блока 3 транзисторного преобразователя напряжения с трансформатором 4 поступаетположительное напряжение, вследствие чего транзисторный преобразователь возбуждается. От конца 6 выходной обмотки трансформатора 4 высокое напряжение, например, с частотой следования.5 кГц, амплитудой 20 кВ и формой импульсов близкой к прямоугольной, с длительностью фронтов 6 МКС через центральный электрод крышки 7, секторы 18-21 ротора 17 и боковые электроды крышки 7 одновременно и непрерывно поступает на свечи 13-16, установленные в цилиндрах 9-12 двигателя. Очевидно, что одновременную подачу высокочастотныхимпульсов высокого напряжения на все рвечи 13-16 в течение тактов рабочего цикла двигателя возможно обеспечить не только известными механическими или электронными распределителями высокого напряхсения, но и посреДством, например, искровых разрядников , путем подсоединения их входов к одной точке конца 6 выходной обмотки .трансформатора 4 преобразователя и подсоединением выходов разрядников к
свечам зажигания 13-16. При этом искровыми разрядами в виде снопа и сопровождающими их явлениями, возникающими с частотой следования 5 кГц в межэлектродных промежутках свечей 13-16 с размерами зазоров 4,5 мм, достигается непрерывное и непосредственное каталитическое воздействие на процессы рабочего цикЛа дизельного двигателя, что выражается в следующем
В течение такта выхлопа от дополнительного сектора 18 через зазор 4,8 мм в зазорах свечи 13 цилиндра 9 в среде раскаленных газов с н аилучшими условиями проводимости электричества возникают электроискровые разряды номинальной мощности или несколько сниженной энергии по сравнению с номинальным, но не ниже энергии коронного разряда. Этим обеспечивается непрерывное расщепление частиц продуктов сгорания и изменения структуры их молекулярного строения, дожигание несгоревших частиц топлива и всевозрастакщее повышение концентрации ионизированных частиц остаточных газов .
В течение такта всасывания с сектора 19 через зазор равный 3,9 мм в зазорах свечи 14 цилиндра 10 в среде с повьииенной концентрацией ионизированных, частиц смеси воздуха с остаточными газами с хорслиими условиями проводимости электрического тока возникают искровые разряды номинальной мсяцности или несколько сниженной эиергии по сравнению с номинальным, но не ниже энергии коронного разряда. При этом обеспечивается интенсивное перемешивание ионизированных частиц остаточных газов с частицами поступакнд€гго свежего заряда воздуха и расщепление частичек смеси воздуха с остаточными газами на свободные атомы и радикалы. Из некоторой части кислорода возд/уха синтезируется трехатомный кислород - озон. Причем концентрация активизированных частиц и озона в объеме смеси все время повышается.
В течение такта сжатия до 3-5 перед впрыском топлива от сектора 20 через зазор равный 1,8 мм в зазорах свечи 16 цилиндра 12 с повышенной концентрацией активизированных частиц смеси воздуха с остаточными газами, способствующими улучшению проводимости электрического тока, возникают искровые разряды номинальной мощности или несколько сниженной энергии по сравнению с номинальным, ио не ниже энергии коронного разряща. Этим обеспечивается дальнейшее повышение концентрации св.ободных атомов и радикалов, а также повышение концентрации активизированных частиц и озона. Движение ионов в высокочастотном высоковольтном электромагнитном поле вызывает усиленный теплооб
