Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам зажигания легких топливных смесей в ДВС, и может быть использовано как в новых ДВС, так и при модернизации старых, находящихся в эксплуатации. Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания включает свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, усилитель искры для свечи зажигания, содержащий трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, конденсатор в виде керамической втулки с обкладками и фиксирующий элемент. Устройство также снабжено корпусом, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания, верхним электродом, контактирующим с одной из обкладок, размещенных на торцах керамической втулки, а другая обкладка контактирует с металлическим корпусом свечи, в верхнем электроде установлен фиксирующий элемент и расположен центральный электрод усилителя. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства, повышение рабочего ресурса конструкции при одновременном снижении материалоемкости и уменьшение габаритных размеров. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам зажигания легких топливных смесей в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Оно может быть использовано как в новых ДВС, так и при модернизации старых, находящихся в эксплуатации.

Известно устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания, в котором использована катушка зажигания, установленная непосредственно на свече зажигания (патент Германии 3915113, кл. H 01 T 13/00, 1990 г.). Такая конструкция обладает рядом недостатков.

В известной конструкции катушка не выполняет функций накопителя энергии, а является высоковольтным импульсным трансформатором.

Также следует заметить, что известное решение в случае многоцилиндровых ДВС является очень дорогим.

Кроме того, оно недостаточно надежно, так как высокое напряжение и высокая температура, поступающие от свечи зажигания, очень трудно совмещаются в катушке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающее свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, усилитель искры для свечи зажигания, содержащий трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, конденсатор в виде керамической втулки с обкладками и фиксирующий элемент (см. патент РФ 2133535, кл. Н 01 Т 13/04, 1999 г.).

Недостатками известной конструкции являются: - низкая эксплуатационная надежность усилителя - происходит попадание загрязненной воздушно-капельной среды подкапотного пространства между трубчатым изолятором и керамической втулкой; - низкая технологичность из-за применения разнородных керамических материалов с низкой электропрочностью; - высокий уровень (до 60%) технологических потерь.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются: - упрощение конструкции устройства; - создание конструкции с повышенным рабочим ресурсом при одновременном снижением материалоемкости; - использование керамики с повышенной электропрочностью; - уменьшение габаритных размеров конструкции по диаметру.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигают созданием устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающего свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, усилитель искры для свечи зажигания, содержащий трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, конденсатор в виде керамической втулки с обкладками и фиксирующий элемент, отличающийся тем, что оно снабжено корпусом, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания, верхним электродом, контактирующими с одной из обкладок, размещенных на торцах керамической втулки, а другая обкладка контактирует с металлическим переходником, в верхнем электроде установлен фиксирующий элемент и расположен центральный электрод усилителя.

Снабжение конструкции корпусом, выполненным единым для свечи зажигания и усилителя искры позволяет: - упрочнить конструкцию, как по материалу, так и по электропрочности; - сократить количество элементов;
- уменьшить количество разных материалов, поскольку они выполнены из единого материала.

Предлагаемая конструкция устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания позволяет уменьшить вес изделия в 5 раз.

Выполнение конденсатора в виде втулки, на торцах которой выполнены обкладки из серебряного материала, позволяет при одновременном уменьшении массы и габаритов конструкции повысить ресурс его работы.

Установка конденсатора непосредственно на металлический корпус свечи позволяет уменьшить габариты конструкции и ее материалоемкость, упрощает конструкцию за счет исключения дополнительных боковых электродов.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно понизить стоимость изделия (с 70 до 47 рублей за ед. изделия) за счет уменьшения количества исходного сырья и драгметаллов, большей технологичности процесса изготовления усилителя и сборки готового изделия.

Отсутствие в предлагаемом устройстве бокового электрода усилителя искры свечи зажигания упрощает технологический процесс сборки изделия.

Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков в аналогичных конструкциях устройств зажигания для двигателя внутреннего сгорания, т.е. предлагаемое решение соответствует критерию "новизна".

При анализе известных аналогов и прототипа не обнаружено предложение с совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, из чего следует, что для специалистов, занимающихся усилителями искры для свечи зажигания, оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность предлагаемого устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежом.

Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания включает корпус 1, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания.

Свеча зажигания содержит металлический корпус 2, в котором завальцован керамический изолятор 3, расположенный внутри него центральный электрод 4 и боковой электрод 5, закрепленный на корпусе 2 и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода 4.

Усилитель искры для свечи зажигания содержит трубчатый изолятор 6 с установленным внутри него центральным электродом 7, конденсатор в виде керамической втулки 8 с размещенными на ее торцах с обкладками 9 и 10, дополнительный электрод 11, контактирующий с верхней обкладкой 10, и установленный в дополнительном электроде фиксирующий элемент 12.

Другая - нижняя обкладка 9 конденсатора контактирует с металлическим корпусом 2 свечи зажигания.

Фиксирующий элемент 12 предназначен для соединения центрального электрода 4 свечи зажигания и центрального электрода 7 усилителя искры.

Наличие фиксирующего элемента 12 обеспечивает надежное крепление усилителя искры для свечи зажигания к свече и образует надежный электрический контакт между обкладками 9, 10, центральными электродами 5 и 8, металлическим корпусом 2 свечи и, как следствие, повышает эффективность воспламенения горючей смеси.

Преимуществами предлагаемой конструкции являются также значительное уменьшение веса и почти на 30 мм высоты конструкции.

Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

В корпус 1 устанавливают свечу зажигания, навинченную на усилитель искры для свечи зажигания, с помощью фиксирующего элемента 12 до того момента, пока нижняя обкладка 9 конденсатора упрется в металлический корпус 2 свечи.

При этом образуется надежный электрический контакт между обкладками 10, центральными электродами 5 и 8, металлическим корпусом 2 свечи. Под корпусом 1 возникает воздушная кольцевая полость.

Устройство готово к эксплуатации.

После установки в двигатель внутреннего сгорания на свечу с корпусом 1 подают высокое напряжение через разъем высоковольтного привода, при этом в процессе работы конденсатор заряжается и после достижения ионизации искрового промежутка между электродом корпуса свечи и ее центральным электродом разряжается. Происходит воспламенение горючей смеси усиленным током.

Предлагаемое устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания было опробовано. При опытных испытаниях получены показатели, представленные в таблице.

Формула изобретения

Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающее свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, и усилитель искры для свечи зажигания, содержащий трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, и конденсатор в виде керамической втулки с обкладками, и фиксирующий элемент, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания, и верхним электродом, контактирующим с одной из обкладок, размещенных на торцах керамической втулки, а другая обкладка контактирует с металлическим корпусом свечи, в верхнем электроде установлен фиксирующий элемент и расположен центральный электрод усилителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2