Свеча зажигания

 

Использование: карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: свеча зажигания содержит металлический корпус 1, расположенный внутри него изолятор 2, в центре которого размещен центральный электрод 3, клемму 4 для подключения к кабелю высокого напряжения системы зажигания, конец 5 центрального электрода, выступающий из изолятора, основной отрицательный электрод 6, выступающий конец 7 которого выполнен в виде конуса, направленного к центральному электроду, вспомогательный отрицательный электрод 8, искровой промежуток 9. Новым является то, что основной отрицательный электрод имеет конец, выполненный в виде конуса, ось которого перпендикулярна торцевой поверхности второго конца центрального электрода, а вспомогательный отрицательный электрод выполнен за одно целое с корпусом, в виде остроконечного выступа на его внутренней поверхности, причем ось вспомогательного электрода пересекает ось конического конца основного электрода между последним и торцевой поверхностью центрального электрода. Свеча снабжена несколькими аналогично выполненными вспомогательными электродами, расположенными равномерно вокруг оси конического конца основного отрицательного электрода, причем оси вспомогательных электродов пересекаются друг с другом. Свеча может быть снабжена по меньшей мере тремя вспомогательными электродами, оси которых пересекаются в точке, лежащей на торцевой поверхности второго конца центрального электрода. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

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

Известно техническое решение [1] в котором центральный электрод, имеющий цилиндрическую форму, конец которой выступает из изолятора, заканчивается тремя плоскими срезами, один из которых выполнен перпендикулярно оси центрального электрода, а два других среза выполнены под углом к оси электрода и расположены один напротив другого, имеются два отрицательных электрода, соединенных с корпусом свечи, имеющих Г-образную форму, отрицательный электрод заканчивается срезом, перпендикулярным его оси и свободные концы этих электродов расположены один напротив другого.

Недостатком известного решения является недостаточная экономичность двигателя в связи с тем, что топливная смесь в искровом промежутке не ионизирована в связи с конструкцией отрицательных электродов и их расположением относительно центрального электрода.

Известно техническое решение [2] в котором центральный электрод, имеющий цилиндрическую форму, конец которого выступает из изолятора, заканчивается срезом, перпендикулярным его оси, имеются один или более отрицательных электродов, имеющих Г-образную форму, которые соединены с корпусом свечи и образуют с ним одно целое, расположены равномерно вокруг центрального электрода, угол изгиба свободной части электрода в пределах оптимума в 45^о приблизительно составляет 25-60^о по отношению к плоскости, перпендикулярной к оси центрального электрода или конец отрицательного электрода, направленный к оси центрального электрода, имеет срез, выполненный под углом 25-60^о к оси центрального электрода.

Недостатком известного решения является недостаточная экономичность двигателя в связи с тем, что топливная смесь в искровом промежутке не ионизирована вследствие выбранной конструкцией свечи и ее расположения относительно центрального электрода.

Известно техническое решение [3] в котором свеча зажигания содержит металлический корпус с расположенным в нем изолятором, в центре которого имеется центральный электрод, один конец которого имеет клемму для подключения к кабелю высокого напряжения системы зажигания, а другой его конец выступает из изолятора, имеет цилиндрическую форму, заканчивается срезом, перпендикулярным его продольной оси, имеется два отрицательных электрода, один из них основной, другой вспомогательный, оба Г-образной формы, их свободные концы заканчиваются срезом, перпендикулярным оси конца электрода, причем основной электрод массивнее вспомогательного непосредственно соединен с корпусом свечи и образует с ним одно целое, а вспомогательный электрод соединен с корпусом свечи через резистор, конец основного отрицательного электрода направлен перпендикулярно цилиндрической поверхности центрального электрода и образует с ним основной искровой промежуток вблизи с его срезом, напротив среза размещен вспомогательный отрицательный электрод, причем его ось также перпендикулярна оси центрального электрода, при этом основной искровой промежуток больше вспомогательного и используется при работе под легкой нагрузкой, а вспомогательный искровой промежуток под тяжелой нагрузкой.

Известное решение имеет недостаток, который заключается в недостаточной экономичности двигателя, обусловленной тем, что в искровом промежутке топливная смесь не ионизирована в связи с конструкцией электродов, а также в связи с тем, что у них разные искровые промежутки.

Задачей изобретения является создание свечи, обеспечивающей повышение экономичности двигателя.

Задача решается тем, что свеча зажигания содержит металлический корпус, в корпусе расположен изолятор, в центре которого имеется центральный электрод, один конец которого имеет клемму для подключения к кабелю высокого напряжения системы зажигания, а другой его конец выступает из изолятора, заканчивается срезом, перпендикулярным его оси, имеется два отрицательных электрода, основной отрицательный электрод непосредственно соединен с корпусом свечи, образует с ним одно целое, конец основного отрицательного электрода направлен перпендикулярно поверхности центрального электрода, вспомогательный отрицательный электрод направлен перпендикулярно оси центрального электрода, основной отрицательный электрод выполнен в виде скобы, конец которой исполнен в виде конуса, ось которого направлена перпендикулярно срезу центрального электрода, вспомогательный отрицательный электрод непосредственно соединен с корпусом свечи и образует с ним одно целое, выполнен в виде острия, ось которого пересекает ось основного отрицательного электрода между ним и центральным электродом.

Задача решается также тем, что имеется один или более вспомогательных отрицательных электродов, выполненных аналогично вышеуказанному, расположенных равномерно вокруг конца основного отрицательного электрода, а их оси пересекаются друг с другом.

Задача решается также тем, что вспомогательные отрицательные электроды установлены так, что оси трех и более отрицательных вспомогательных электродов пересекаются на конце центрального электрода.

Основной отрицательный электрод выполнен в виде скобы, конец которой исполнен в виде конуса, ось которого направлена перпендикулярно срезу центрального электрода.

Происходит повышение экономичности двигателя благодаря предварительной ионизации топливной смеси в искровом промежутке, что приводит к понижению сопротивления в этом промежутке, благодаря чему облегчается искрообразование и поджигание топливной смеси. Кроме того, появляется возможность увеличения длины искрового промежутка, что приводит к увеличению площади поверхности искры, что способствует более энергичному поджиганию топливной смеси, ее энергичному и полному сгоранию, что повышает КПД двигателя, уменьшает количество окиси углерода, двуокиси углерода в выхлопных газах, что повышает безопасность при работе с двигателем и его экологическую чистоту.

Вспомогательный отрицательный электрод непосредственно соединен с корпусом свечи, выполнен в виде острия, ось которого пересекает оси конца основного отрицательного электрода между ним и центральным электродом.

Происходит повышение экономичности двигателя благодаря еще большей, в сравнении с предыдущим случаем, ионизации топливной смеси; благодаря образованию общего искрового промежутка, что увеличивает количество искр (по числу отрицательных электродов) в этом промежутке, увеличивает площадь поверхности искры, кроме того, благодаря увеличению длины искры в связи с деформацией столба ионизированного газа между центральным электродом и основным отрицательным электродом, благодаря чему площадь поверхности искры увеличена.

Дополнительно имеется один или более вспомогательных отрицательных электродов, выполненных аналогично вышеуказанному.

В результате происходит усиление положительного эффекта в сравнении с предыдущим случаем.

Вспомогательные отрицательные электроды расположены равномерно вокруг оси конца основного отрицательного электрода, а их оси пересекаются друг с другом.

В результате происходит повышение экономичности двигателя благодаря тому, что в точке пересечения осей этих электродов образуется и сохраняется зона с повышенной концентрацией заряженных частиц, что облегчает искрообразование, способствует более энергичному поджиганию и более полному сгоранию топливной смеси.

Оси трех и более отрицательных электродов пересекаются на конце центрального электрода.

В результате происходит повышение экономичности двигателя за счет облегчения искрообразования в связи с образованием каналов ионизированного газа между концами вспомогательных отрицательных электродов и центральным электродом, которые имеют более высокую температуру, а также из-за увеличения площади поверхности искры в связи с увеличением их количества, кроме того, за счет образования и сохранения до момента образования искры объема ионизированного газа внутри конусной поверхности, образованной стенками трех и более каналов ионизированного газа и концом основного отрицательного электрода, что уменьшает отложения от сгоревшего топлива на электродах и способствует уменьшению числа пропусков в искрообразовании.

На фиг. 1 приведен общий вид искры зажигания; на фиг. 2 конец свечи зажигания с одним вспомогательным отрицательным электродом, выполненным в форме острия, ось которого пересекает ось конца основного отрицательного электрода между ним и центральным электродом; на фиг. 3 конец искры зажигания с двумя вспомогательными отрицательными электродами, расположенными друг напротив друга, оси которых пересекают ось основного отрицательного электрода в двух точках; на фиг. 4 конец искры зажигания с четырьмя вспомогательными отрицательными электродами, расположенными равномерно вокруг оси конца основного отрицательного электрода, оси которых пересекают ось этого электрода в одной точке; на фиг. 5 конец свечи зажигания с несколькими вспомогательными отрицательными электродами, размещенными равномерно вокруг оси конца основного отрицательного электрода, образуют два конуса, касающихся друг друга в одной точке, находящейся на оси основного отрицательного электрода, а также на плоскости, пересекающей эту ось в этой же точке; на фиг. 6 конец свечи зажигания с вспомогательным отрицательным электродом, выполненным на конце основного отрицательного электрода, ось вспомогательного электрода пересекает искровой промежуток вдоль оси основного отрицательного электрода; на фиг. 7 конец свечи зажигания с четырьмя вспомогательными отрицательными электродами, оси которых пересекаются друг с другом на конце центрального электрода, угол между осями вспомогательных электродов составляет 90^о.

Свеча зажигания (фиг. 1-7) состоит из металлического корпуса 1, расположенного внутри него изолятора 2, в центре изолятора размещен центральный электрод 3, клемма 4 для подключения к кабелю высокого напряжения системы зажигания, конец 5 центрального электрода, выступающий из изолятора 2, основной 6 отрицательный электрод, выступающий конец 7 которого выполнен в виде конуса, направленного к центральному электроду, вспомогательный 8 отрицательный электрод, искровой промежуток 9.

Конец 7 основного отрицательного электрода 3 выполняется с углом при его вершине, равным 110-130^о при оптимальной его величине в 120^о. При угле 130^о наблюдается угасание ионизации газа в искровом промежутке, а при угле 116^о и менее наблюдается уменьшение ионизации газа. Угол между осями вспомогательных отрицательных электродов, пересекающихся на конце центрального электрода, выполняется равным 90^о, что соответствует максимальному объему конуса при фиксированной площади основания конуса. Отклонение от этой величины в большую или меньшую сторону приводит к уменьшению объема конуса. Оси трех и более вспомогательных отрицательных электродов пересекаются на конце центрального электрода, что также обеспечивает получение максимального объема конуса. Удаление этой точки пересечения электродов от центрального электрода приводит к уменьшению объема этого конуса, а пересечение этих осей внутри центрального электрода приводит к исчезновению положительного эффекта, связанного с образованием, хранением заряженных частиц в искровом промежутке.

Свеча зажигания работает следующим образом.

По кабелю высокого напряжения системы зажигания на клемму 4 центрального электрода 3 подается потенциал положительной полярности, при этом начинается рост напряжения. При достижении им уровня, достаточного для начала эмиссии электродов, с конца 7 отрицательного электрода 3 в сторону центрального электрода 5 начинается эмиссия электронов, приводящая к ионизации частиц топливной смеси в искровом промежутке 9, при этом сопротивление искрового промежутка уменьшается. Одновременно с этим с конца вспомогательного отрицательного электрода 8, имеющего форму острия возникает, а с ростом напряжения увеличивается поток электронов в сторону оси основного отрицательного электрода между концами 7 и 5 основного отрицательного и центрального электродами, дополнительно ионизируя топливную смесь в этом промежутке. Кроме того, этот поток отрицательно заряженных частиц отклоняет поток ионизированного газа между концами 7 и 5 основного отрицательного и центрального электродами, что приводит к увеличению длины и площади поверхности искры, что еще больше способствует образованию искры, обеспечивающей более энергичное поджигание и сгорание топливной смеси. При достижении напряжения, достаточного для образования искры, она возникает и поджигает топливную смесь в искровом промежутке. В случае применение свечи с двумя вспомогательными электродами, расположенными с противоположных сторон (фиг. 3), производится деформация столбла ионизированного газа между концами 7 и 5 основного отрицательного и центрального электродами в противоположных направлениях, что еще больше усиливает положительный эффект.

В случае применение свечи зажигания с несколькими вспомогательными отрицательными электродами 8 (фиг. 4 и 5), пересекающимися в одной точке, возникает, обновляется и удерживается зона с повышенной концентрацией заряженных частиц, расположенной в искровом промежутке, что облегчает поджигание топливной смеси.

В случае применения свечи зажигания с одним вспомогательным отрицательным электродом 8 (фиг. 6), выполненным на конце 7 основного отрицательного электрода 3, вдоль оси его конца, образуется шнур ионизированного газа, имеющий более высокую температуру, чем в столбе ионизированного газа от конца 7 основного отрицательного электрода, что защищает шнур этого газа от воздействия неионизированной топливной смеси в цилиндре двигателя, что способствует его возникновению и сохранению.

В случае применения свечи (фиг. 7) с тремя и более вспомогательными отрицательными электродами 8, оси которых пересекаются на конце центрального электрода, происходит более легкий пробой искрового промежутка. Внутри конуса, образованного между шнурами ионизированного газа от вспомогательных электродов и концом 7 основного отрицательного электрода образуется и сохраняется до образования искры зона с повышенной концентрацией заряженных частиц, что облегчает искрообразование и способствует более энергичному поджиганию топливной смеси и ее более полному сгоранию. Кроме того, эта зона способствует уменьшению отложений на электродах.

Формула изобретения

1. СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ, содержащая металлический корпус, изолятор, расположенный в корпусе, размещенный в осевом отверстии изолятора центральный электрод, на одном конце которого выполнена клемма для подключения к высоковольтному кабелю системы зажигания, а торцевая поверхность второго конца перпендикулярна к оси электрода, основной отрицательный электрод, выполненный за одно целое с корпусом, и вспомогательный отрицательный электрод, ось которого пересекает ось центрального электрода, отличающаяся тем, что основной отрицательный электрод имеет конец, выполненный в виде конуса, ось которого перпендикулярна к торцевой поверхности второго конца центрального электрода, а вспомогательный отрицательный электрод выполнен за одно целое с корпусом в виде остроконечного выступа на его внутренней поверхности, причем ось вспомогательного электрода пересекает ось конического конца основного электрода между последним и торцевой поверхностью центрального электрода.

2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена несколькими аналогично выполненными вспомогательными электродами, расположенными равномерно вокруг оси конического конца основного отрицательного электрода, причем оси вспомогательных электродов пересекаются одна с другой.

3. Свеча по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере тремя вспомогательными электродами, оси которых пересекаются в точке, лежащей на торцевой поверхности второго конца центрального электрода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7