Свеча зажигания

 

Использование: системы воспламенения горючей смеси двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: повышение надежности воспламенения рабочей смеси и увеличение долговечности свечи зажигания достигается тем, что изолятор 2 в нижней части выполнен в виде кольца из магнитомягкого феррита с плоской торцевой или цилиндрической боковой поверхностью разряда, а также тем, что изолятор 2 выполнен выступающим за пределы кольцевой поверхности массового электрода 1, а центральный электрод 3 представляет собой стержень с закрепленным на конце металлическим диском 5, поджатым к торцевой поверхности изолятора. 2 ил.

Изобретение относится к искровым свечам зажигания с поверхностным разрядом, применяемым, например для воспламенения горючей смеси двигателей внутреннего сгорания, двигательных установок и энергоузлов.

Известна свеча зажигания [1] содержащая корпус с кольцевым боковым электродом, концентрично закрепленный в корпусе через изолятор центральный электрод и полупроводниковый элемент в виде кольца, соединенного с электродами. Причем, в корпусе выполнена полость, образованная рабочими поверхностями электродов и сопряженной с ними боковой поверхностью полупроводникового элемента и сообщающаяся через центральное отверстие бокового электрода с камерой сгорания, а центральный электрод выступает в полость. С целью повышения надежности рабочие поверхности электродов и боковая поверхность полупроводника выполнены коническими с образованием суженного в сторону центрального отверстия бокового электрода кольцевого зазора.

Недостатком данного устройства является сложность и многоэлементность конструкции, невозможность перемещения искры по азимуту после образования коррозии (следа) на рабочей поверхности полупроводника, что приводит к ненадежности и недолговечности свечи зажигания.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является свеча зажигания поверхностного разряда [2] содержащая корпус и закрепленный в его центральном отверстии изолятор с цилиндрическим центральным электродом, рабочая часть которого расположена снаружи от нижней кромки корпуса, и образует с последней искровой промежуток, а с целью повышения эффективности работы между корпусом и центральным электродом, со стороны его рабочей поверхности, размещено кольцо из полярного диэлектрика.

Недостатком известного устройства также является невозможность или случайность перемещения шнура разряда и, как следствие, малая долговечность и надежность свечи зажигания.

Задачей изобретения является повышение надежности, эффективности воспламенения рабочей смеси, полноты ее сгорания и увеличения долговечности свечи зажигания за счет применения нового материала для осуществления поверхностного разряда.

Поставленная задача достигается тем, что в свече зажигания, содержащей корпус с кольцевым электродом, расположенным коаксиально массовому электроду, изолятор в нижней части корпуса выполнен в виде цилиндра (кольца) из магнитомягкого феррита с плоской торцевой поверхностью разряда.

В другом варианте конструкции изолятор (ферритовое кольцо) выполнен выступающим за пределы кольцевой поверхности массового электрода, а центральный электрод представляет собою стержень с закрепленным на его конце металлическим диском, поджатым к торцевой поверхности ферритового кольца.

Проведенный заявителем поиск по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранный из перечня аналогов прототип позволил выявить отличительные признаки в предложенном техническом решении. Следовательно, предлагаемая свеча зажигания удовлетворяет критерию изобретения "новизна". А проведенный заявителем дополнительный поиск известных технических решений с целью обнаружения в них признаков, сходных с признаками отличительной части формулы предлагаемой свечи зажигания, показал, что признаки отличительной части формулы предлагаемого изобретения в известных технических решениях не найдены. Следовательно, предлагаемая свеча зажигания удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Данное техническое решение удовлетворяет третьему критерию изобретения "промышленная применимость", так как свеча зажигания может быть успешно использована в автомобильной промышленности, машиностроении.

На фиг. 1 показана свеча зажигания торцевого поверхностного разряда с рабочим элементом (кольцом) из магнитомягкого феррита; на фиг. 2 свеча зажигания бокового поверхностного разряда с таким же рабочим элементом.

В обоих вариантах конструкции рабочий ферритовый элемент может быть сменным для восстановления отработавшей свой срок свечи.

Свеча зажигания (фиг. 1) содержит корпус 1, образующий кольцевой массовый электрод, изолятор 2, центральный электрод 3, концентрично закрепленный через изолятор 2 в корпусе 1.

В нижней части корпуса 1 встроен цилиндрический элемент 4 из магнитомягкого феррита (магнитного полупроводника), который может быть сменным для восстановления отработавшей срок свечи зажигания.

На фиг. 2 представлена конструкция свечи зажигания со встроенным цилиндрическим элементом 4 из магнитомягкого феррита, выступающим за пределы кольцевой поверхности массового электрода 1. Центральный электрод 3 представляет собой стержень с закрепленным на конце металлическим диском 5.

Свеча зажигания (фиг. 1 и 2) работает следующим образом.

При подаче на электроды высоковольтного импульса вдоль торцевой или боковой рабочей поверхности ферритового кольца 4 возникает шнур электрического разряда, осуществляющий воспламенение рабочей смеси. До воспламенения смеси "след" шнура разряда имеет более высокую температуру, чем остальная рабочая поверхность феррита. Из-за резко отрицательного температурного коэффициента магнитной проницаемости ферритовых материалов "следа" по сравнению с остальной поверхностью уменьшается и электромагнитное поле следующего высоковольтного импульса перераспределяется таким образом, что становится маловероятным повторное возникновение шнура разряда по прежнем пути. Таким образом осуществляется "память на предыдущий разряд ППР". Это явление приводит к азимутальному перемещению шнура разряда при следовании импульсов, так как их период меньше времени релаксации ферритовых материалов. Кроме того, за счет взаимодействия шнура разряда с сосредоточенным в феррите магнитным полем тока центрального электрода, происходит вытеснение шнура в газовую фазу рабочей смеси надежнее поджиг, полнее сгорание смеси.

Электрический пробой по поверхности феррита по сравнению с газовой фазой происходит при значительно меньшей напряженности электрического поля и фактически не зависит от давления прилегающего газа. Использование такого низковольтного электрического разряда вдоль поверхности феррита позволяет увеличить разрядный промежуток до 3-5 мм при стандартной системе зажигания. Соответственно увеличивается тепловая мощность и КПД свечи, надежность поджига, полнота сгорания рабочей смеси. Независимость электрической прочности рабочей поверхности позволит решить проблему унификации свечей зажигания для двигателей с различной степенью сжатия.

Предлагаемая конструкция свечи поверхностного разряда является "очень холодной" и может быть использована как с индуктивной, так и с емкостной системой зажигания.

Формула изобретения

СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ, содержащая корпус с кольцевым массовым электродом и изолятор с закрепленным в нем коаксиально с массовым электродом цуентральным электродом, отличающаяся тем, что изолятор в нижней части корпуса выполнен в виде кольца из магнитомягкого феррита с плоской торцевой или цилиндрической боковой поверхностью разряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2