Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания



Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания
Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания
Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания
Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания
Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2577319:

РЕНО С.А.С. (FR)

Изобретение относится к свечам зажигания двигателей внутреннего сгорания. Технический результат - повышение надежности и увеличение срока службы. Объектом изобретения является свеча зажигания, содержащая индукционную катушку и электрод. Указанная индукционная катушка содержит два концевых участка и центральный участок, при этом указанный электрод расположен в продолжении одного из двух концевых участков. Указанная индукционная катушка содержит намотанный проводник, образующий последовательность коаксиальных витков, при этом указанный один из двух концевых участков содержит конечный виток, соединенный с указанным электродом. Согласно изобретению, указанный один из двух концевых участков содержит множество коаксиальных концевых витков, которые расположены между указанным конечным витком и входным витком, и указанный конечный виток имеет диаметр D58, меньший диаметра D60 указанного входного витка, чтобы можно было уменьшить напряженность электрического поля, индуцируемого во втором концевом участке вблизи конечного витка. 1 табл., 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Настоящее изобретение относится к свече зажигания для двигателя внутреннего сгорания, в частности для управляемого зажигания в двигателе этого типа. В частности, изобретение касается свечи зажигания, которая содержит индукционную катушку, соединенную с электродом свечи.

Свечи зажигания радиочастотного типа позволяют получать при помощи электрода, возбуждаемого высоким переменным радиочастотным напряжением, разветвляющийся разряд, значительно ускоряющий начало воспламенения. Можно обратиться к документу FR 2859830, в котором описана такая свеча зажигания. Как показано на фиг.1 (которая соответствует фиг.18 документа FR 2859830), такие известные радиочастотные свечи 110 зажигания содержат индукционную катушку 112 и центральный высоковольтный электрод 106, соединенный с этой индукционной катушкой 112. Центральный высоковольтный электрод 106 расположен в продолжении катушки 112 Свеча 110 содержит также металлический цоколь 103 цилиндрической формы, который предназначен для завинчивания в отверстие, выходящее внутрь камеры сгорания цилиндра двигателя, и который представляет собой электрод массы, в центре которого коаксиально расположен центральный высоковольтный электрод 106. Для этого металлический цоколь 103 электрически соединен с массой. Кроме того, центральный высоковольтный электрод 106 изолирован от электрода массы при помощи изолятора 100, например, такого как керамическая втулка. Таким образом, получают последовательный резонатор, состоящий из последовательно соединенных индукционной катушки 112 и конденсатора, при этом конденсатор включает в себя по меньшей мере центральный электрод 106, керамический изолятор 100 и электрод массы. Кроме того, свеча 110 содержит цилиндрический экран 132, который закрывает индукционную катушку 112. Экран может быть частью корпуса 135 свечи 110, предпочтительно из металлического материала, или может быть выполнен отдельно и соединен с внутренней поверхностью корпуса 135.

Кроме того, что индукционная катушка 112 выполнена вокруг изолирующего каркаса 134, она сама охвачена изоляционной манжетой 133, которая может быть твердой, жидкой или газообразной. Изолирующий каркас 134 является цилиндром, вокруг которого спиралевидно намотан проводник 112, образующий витки, таким образом, чтобы получить соленоид. Одним из своих концов проводник 112 соединен с центральным высоковольтным электродом 106, тогда как своим противоположным концом проводник 112 соединен с соединительным контактом 131, обеспечивающим питание электрической энергией.

Применение только одного проводника 112 для образования однослойного соленоида приводит к повышению напряжения вдоль индукционной катушки. Это повышение напряжения, которое происходит виток за витком, индуцирует очень сильное электрическое поле по меньшей мере на последнем витке, соединенном с центральным высоковольтным электродом 106. Этот последний виток называют также конечным витком. Электрическое поле на уровне последнего витка стремится превысить критическое электрическое поле порядка 15-20 кВ/мм в некоторых изоляционных материалах, что может вызвать генерирование искр на уровне этого конечного витка. Эти искры могут привести к преждевременному износу, в частности, изолятора свечи зажигания. Как показано на фиг.2, это явление происходит в основном на последнем витке катушки 112. Последний или конечный виток обозначен позицией 112а. На фиг.2 электрическое поле показано в виде линий 150 поля, которые проходят между экраном 132 и каждым витком катушки 112. На этой фигуре, по меньшей мере, на уровне конечного витка 112а электрическое поле усиливается за счет концентрации сходящихся в его направлении линий 150 электрического поля.

Таким образом, задачей, которую ставит перед собой и решает настоящее изобретение, является создание более надежной свечи зажигания с увеличенным сроком службы.

Поставленная задача решена посредством свечи зажигания, содержащей индукционную катушку и центральный электрод, соединенный с индукционной катушкой, при этом указанная индукционная катушка содержит, начиная от контакта электрического соединения катушки, первый концевой участок, центральный участок и второй концевой участок, при этом центральный электрод расположен в продолжении второго концевого участка и противоположно центральному участку, при этом индукционная катушка содержит спиралевидно намотанный проводник, образующий последовательность коаксиальных витков, при этом второй концевой участок содержит конечный виток, расположенный противоположно центральному участку и соединенный с центральным электродом, при этом индукционная катушка выполнена с возможностью создания индуцированного электрического поля во втором концевом участке. Согласно изобретению, второй концевой участок содержит множество коаксиальных концевых витков, которые расположены в осевом направлении между конечным витком и входным витком, расположенным ближе к центральному участку; при этом конечный виток имеет диаметр, меньший диаметра входного витка, тогда как витки множества коаксиальных концевых витков имеют радиус кривизны, который постепенно уменьшается между входным витком и конечным витком таким образом, чтобы можно было уменьшить напряженность электрического поля, индуцируемого во втором концевом участке вблизи конечного витка.

Таким образом, отличительной особенностью изобретения является использование индукционной катушки специальной формы, второй концевой участок которой содержит витки проводника, диаметр которых постепенно уменьшается от центрального участка, где витки имеют одинаковый диаметр, к конечному витку. Следует учесть, что последовательные витки, образованные одним намотанным проводником, не соединяются, но располагаются рядом друг с другом в осевом направлении и что, следовательно, понятие диаметра витка следует рассматривать как диаметр средней окружности, образованной указанным витком, и, в частности, во втором концевом участке, где радиус кривизны витков постепенно и, по существу, непрерывно уменьшается.

Если рассматривать центральный участок индукционной катушки, то витки образуют окружную спираль вокруг оси А, и их диаметр можно определить как диаметр окружности их проекции на плоскость, перпендикулярную к этой оси.

Благодаря постепенному уменьшению диаметра витков второго концевого участка в направлении центрального высоковольтного электрода, электрическое поле распределяется по всем этим виткам, избегая концентрации линий электрического поля на последних витках в направлении центрального высоковольтного электрода и по меньшей мере на конечном витке. Таким образом, этот конечный виток не подвержен действию исключительно сильного поля, как в случае известной чисто цилиндрической индукционной катушки.

Посредством изобретения, удалось достичь более равномерного распределения линий электрического поля по всем виткам катушки, как схематично показано на фиг.4.

Электрический потенциал (выраженный в вольтах) возрастает от первого витка первого концевого участка, где он получает питание, к входному витку, в частности, он возрастает, благодаря явлению резонанса, применяемому в свечах этого типа, называемых радиочастотными. Этот потенциал увеличивается, по существу, линейно от первого витка к входному витку. Соответствующее электрическое поле (выраженное в вольтах на мм) на поверхности витков является пропорциональным этому потенциалу, так как расстояние, взятое между витками и первой внутренней проводящей поверхностью, соединенной с массой, является постоянным; это значит, что соотношение диаметров остается постоянным. Эта внутренняя поверхность соответствует корпусу свечи или экрану, образованному цилиндрическим кожухом из материала, обладающего очень высокой электрической проводимостью.

Затем электрическое поле изменяется по-другому от входного витка до конечного витка. Электрический потенциал (выраженный в вольтах) продолжает возрастать между входным витком и конечным витком, тогда как напряженность максимального электрического поля снижается на уровне последних витков и, следовательно, на уровне конечного витка. Таким образом, электрическое поле больше не способно генерировать искры по меньшей мере на уровне конечного витка; за счет этого применяемые изоляционные материалы, такие как силиконовые масла или силиконовые гели, полностью выполняют свою роль изолятора без ухудшения своих свойств. Следовательно, срок службы свечи зажигания увеличивается без необходимости включения в нее дополнительных новых деталей, в частности, между конечным витком и высоковольтным электродом.

Однако постепенное уменьшение диаметра витков индукционной катушки приводит к возмущению магнитного поля. В свою очередь, возмущение магнитного поля приводит к нежелательному понижению общего коэффициента резонансного усиления напряжения. Поэтому был выработан приемлемый компромисс между снижением электрических ограничений, порождаемых новой формой второго концевого участка, и снижением электромагнитных потерь.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, витки множества коаксиальных концевых витков образуют конусную спираль, что позволяет еще больше ослабить напряженность электрического поля на уровне конечного витка.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту выполнения, проводник можно выполнить из медного провода, равномерно покрытого изоляционной пленкой. Этот проводник наматывают, например, с образованием прилегающих друг к другу витков.

В другом примере витки множества коаксиальных концевых витков могут отстоять друг от друга. Притом, промежуток между ними превышает промежуток, создаваемый изолирующей пленкой, покрывающей электрический проводник. Таким образом, не усиливая влияния на электрическое поле, которое остается слабым, добиваются лучшего распределения магнитного поля в зоне, расположенной между входным витком и конечным витком, благодаря промежуткам между витками. Разумеется, в этой конфигурации тоже добиваются ослабления электрического поля.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, свеча зажигания дополнительно содержит проводящую соединительную деталь, установленную между конечным витком и центральным высоковольтным электродом. При этом проводник конечного витка электрически соединен с соединительной деталью, в которую по меньшей мере частично заходит центральный высоковольтный электрод. Предпочтительно проводник конечного витка соединяют с соединительной деталью при помощи сварки. Соединительная деталь выполняет роль «электрической защиты» на конечном витке и особенно на сварном соединении провода с соединительной деталью. Соединительная деталь образует экран, который снижает напряженность электрического поля. Действительно, на фиг.8-10 можно отметить расхождение линий электрического поля между указанным конечным витком и соединительной деталью, то есть электрическое поле в этой зоне является исключительно слабым. Таким образом, геометрический дефект, связанный со сварным соединением (как и при любом эквивалентном средстве соединения), который естественным образом порождает концентрацию электрического поля, больше не проявляет тенденции к формированию нежелательной искры.

Предпочтительно соединительная деталь имеет геометрию цилиндра вращения и расположена коаксиально по отношению к указанному множеству коаксиальных концевых витков. Таким образом, конечный виток равномерно опирается на соединительную деталь. Предпочтительно соединительную деталь выполняют из сплава с высокой электропроводностью на основе меди, и/или серебра, и/или алюминия.

Кроме того, предпочтительно свеча зажигания содержит цилиндрический экран в виде тела вращения, в который может коаксиально заходить указанная индукционная катушка, и соединительная деталь может иметь диаметр, составляющий от 0,2 до 0,45 диаметра указанного цилиндрического экрана, предпочтительно 0,368 (1/е, где е является основанием натуральных логарифмов).

Это соотношение диаметров 0,368 является соотношением, позволяющим свести к минимуму электрическое поле на поверхности соединительной детали.

Кроме того, предпочтительно свеча зажигания дополнительно содержит каркас катушки, имеющий круглую цилиндрическую часть и коаксиальный усеченный конусный конец, и указанный проводник наматывают спиралевидно вокруг указанной усеченной конусной части, чтобы получить второй концевой участок индукционной катушки. Каркас катушки образует опору, позволяющую наматывать проводник. Круглая цилиндрическая часть позволяет сформировать первый концевой участок и центральный участок индукционной катушки, тогда как коаксиальный усеченный конец позволяет сформировать второй концевой участок, в частности, усеченной конусной формы.

Кроме того, предпочтительно указанный усеченный конусный конец имеет образующую, расположенную под углом от 5° до 80° относительно оси указанного усеченного конусного конца. Согласно первому варианту выполнения, в котором коаксиальные концевые витки прилегают друг к другу, образующая концевого участка и ось усеченного конусного конца предпочтительно образуют угол от 5° до 45°, предпочтительно около 15°: речь идет о компромиссе между максимально возможным уменьшением магнитного поля, которое участвует в повышении электрического потенциала, и максимально возможным ослаблением соответствующего электрического поля. Если между витками оставлены промежутки, этот угол предпочтительно составляет от 10° до 80°, предпочтительно примерно 45°. В этом варианте выполнения скорее отдается некоторое предпочтение сохранению магнитного поля перед ослаблением электрического поля. При этом преимущество состоит также в уменьшении длины усеченного конусного участка за счет увеличения угла конуса. Кроме того, в частности, когда витки отстоят друг от друга, указанный усеченный конусный конец каркаса катушки предпочтительно содержит геликоидальную канавку для прокладки проводника. Таким образом, проводник удерживается в неподвижном положении и образует витки, удаленные друг от друга на заранее определенное расстояние.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов его выполнения, представленных в качестве не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - схематичный вид в осевом разрезе свечи зажигания, известной из уровня техники,

фиг.2 - схематичное изображение электрического поля, прикладываемого между вторым концевым участком индукционной катушки и экраном свечи, показанной на фиг.1,

фиг.3 - схематичный вид в осевом разрезе свечи зажигания в соответствии с изобретением,

фиг.4 - схематичное изображение электрического поля, прикладываемого между вторым концевым участком индукционной катушки и экраном свечи, показанной на фиг.3,

фиг.5 - схематичный вид детали свечи, показанной на фиг.3, согласно первому варианту выполнения катушки,

фиг.6 - схематичный вид детали свечи, показанной на фиг.3, согласно второму варианту выполнения катушки,

фиг.7 - схематичный вид детали свечи, показанной на фиг.3, согласно третьему варианту выполнения катушки,

фиг.8 - схематичное изображение электрического поля, прикладываемого между последними витками индукционной катушки, соединительной деталью и экраном свечи, показанной на фиг.3,

фиг.9 - вид, аналогичный фиг.8, для варианта выполнения соединительной детали,

фиг.10 - вид, аналогичный фиг.8 и 9, для второго и третьего вариантов выполнения катушки, показанных на фиг.6 и 7.

На фиг.3 показана свеча 10 зажигания для двигателя внутреннего сгорания с управляемым зажиганием, называемая также свечой с радиочастотной плазмой. Она расположена в продольном направлении вдоль оси симметрии А между головкой 12 свечи и хвостовиком 14 свечи. Головка 12 свечи содержит цоколь 16, который имеет заплечик 17 и наружную резьбу 18, позволяющую точно завинчивать цоколь 16 в не показанную внутреннюю резьбу, которая выполнена в головке блока цилиндров двигателя. На заплечике вокруг наружной резьбы 18 можно установить медную уплотнительную прокладку. Внутренняя резьба выходит внутрь камеры сгорания цилиндров двигателя.

Головка 12 свечи содержит центральный высоковольтный электрод 24. Этот центральный высоковольтный электрод 24 расположен в продольном направлении и коаксиально внутри цоколя 16 и выходит наружу на конце головки 12 свечи. Кроме того, он содержит заостренный конец 25. Кроме того, головка 12 свечи содержит изолятор 26, такой, например, как керамическая изоляционная втулка, которая установлена внутри цоколя 16 и через которую проходит центральный высоковольтный электрод 24.

Хвостовик 14 свечи содержит индукционную катушку 28, которая расположена продольно и коаксиально с цоколем 16 и с центральным высоковольтным электродом 24. Она содержит первый концевой участок 30, называемый также верхним концевым участком, и противоположно к нему - второй концевой участок 32, называемый также нижним концевым участком, а также центральный участок 34, который проходит между двумя концевыми участками 30, 32. Центральный высоковольтный электрод 24 расположен коаксиально в продолжение нижнего концевого участка 32, с которым он соединен электрически. В варианте выполнения изобретения электрическое соединение можно осуществлять при помощи проводящей соединительной детали 35.

Когда на свечу 10 зажигания, показанную на фиг.3, подают электрическую энергию на уровне соединителя 52, это приводит к образованию разветвленной искры или разветвленной плазмы, начиная от заостренного конца высоковольтного электрода 24, который выступает из керамической изоляционной втулки 26.

Индукционную катушку 28 выполняют посредством спиралевидного наматывания проводника 36, который может быть покрыт изоляционной пленкой, вокруг каркаса 38 катушки. Последний выполняют из изолирующего и предпочтительно немагнитного материала. Он имеет круглую цилиндрическую часть 40 и усеченный конусный конец 42, который опирается на проводящую соединительную деталь 35. Таким образом, проводник 36 наматывают вокруг каркаса 36 катушки; с одной стороны, проводник 36 образует витки 44, которые могут прилегать друг к другу, с постоянным диаметром, по существу, эквивалентным диаметру каркаса на его круглой цилиндрической части 40; и, с другой стороны, коаксиальные концевые витки 45 в виде спирали, радиус кривизны которых постепенно уменьшается на его коаксиальном конце 42. Ниже более подробно описан частный вариант выполнения индукционной катушки 28 в ее нижнем концевом участке 32.

Свеча 10 зажигания дополнительно содержит изоляционную втулку 48 из диэлектрического материала, которая закрывает индукционную катушку 28 вместе с круглым цилиндрическим экраном 50, охватывающим изоляционную втулку 48. Экран 50 может являться частью корпуса 54 свечи 10, то есть наружного кожуха свечи. Он может быть также выполнен отдельно от корпуса 54 свечи 10. Экран 50 изготовлен из материалов, имеющих высокую электропроводность, например, из сплава на основе меди, и/или серебра, и/или алюминия. Он может представлять собой покрытие в виде слоя сплава на внутренней поверхности корпуса 54 свечи 10. Экран 50 имеет, по существу, постоянный диаметр и в примере, показанном на фиг.3, он закрывает по меньшей мере катушку 28.

Кроме того, конец проводника 36, который проходит за пределы верхнего концевого участка 30 индукционной катушки 28, соединен с соединителем 52, который выходит наружу свечи 10 зажигания и который обеспечивает подключение к не показанному источнику электрического питания.

На фиг.5 более детально представлен нижний концевой участок 46 индукционной катушки 28, проводник которого намотан вокруг коаксиального усеченного конусного конца 42 каркаса 38 катушки. На этой фиг.5 показаны также соединительная деталь 35 и цилиндрический экран 50. На этой фигуре показаны также диаметры, описанные в таблице соответствия диаметров, показанных на фиг.5.

Таблица 1
D1 Внутренний диаметр экрана 50
D2 Диаметр индукционной катушки 28
D3 Наружный диаметр соединительной детали 35
D58 Диаметр конечного витка 58
D60 Диаметр входного витка 60

Внутренний диаметр D1 превышает диаметр D2 индукционной катушки 28. Под внутренним диаметром D1 следует понимать диаметр первой проводящей поверхности, в частности, напротив катушки 28. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, соотношение наружного диаметра D2 и внутреннего диаметра D1 составляет от 0,45 до 0,60 и предпочтительно близко к 0,56.

D 2 D 1 [ 0,45 0,60 ] .

Проводящая соединительная деталь 35 тоже имеет цилиндрическую симметрию вращения с наружным диаметром D3, меньшим внутреннего диаметра D1 экрана 50. Согласно наиболее предпочтительному варианту выполнения, наружный диаметр D3 составляет от 0,20 до 0,45 диаметра D1 и предпочтительно близок к 0,368.

D 3 D 1 [ 0,20 0,45 ] .

В примере выполнения, показанном на фиг.5, угол α между образующей G коаксиального усеченного конусного конца 42 и осью симметрии А имеет значение, близкое к 15°.

Таким образом, витки 44 проводника 36 имеют, по существу, постоянный диаметр D2 в круглой цилиндрической части 40, по существу, равный наружному диаметру каркаса 38 катушки. При этом прилегающие друг к другу витки нижнего концевого участка 46 расположены между конечным витком 58, диаметр D58 которого, по существу, равен диаметру вершины 56 коаксиального усеченного конусного конца 42, и входным витком 54, диаметр D60 которого, по существу, равен диаметру основания 54 коаксиального усеченного конусного конца 42. Следует учесть, что значение D60 предпочтительно соответствует значению D2.

Таким образом, конечный виток 58 имеет диаметр D58, меньший диаметра D60 входного витка 60. Диаметр D58 выбирают с учетом диаметра D1 таким образом, чтобы соотношение D58/D1 составляло от 0,2 до 0,45 и предпочтительно было близким к 0,368.

Между этими двумя витками радиус кривизны коаксиальных концевых витков 45 нижнего концевого участка 46 уменьшается, предпочтительно непрерывно, между входным витком 60 и конечным витком 58 вокруг коаксиального усеченного конусного конца 42, на который они опираются.

Как показано на фиг.3 и 5-10, конечный виток 58 может опираться на поверхность соединительной детали 35. Предпочтительно эта поверхность перпендикулярна к оси А. Конец проводника, который продолжает конечный виток 58, можно соединить с соединительной деталью 35 при помощи сварки. В этом варианте выполнения, который содержит соединительную деталь 35, диаметр D58 можно уменьшить, при этом соотношение D58/D1 может быть значительно меньше 0,368.

Благодаря особой форме витков нижнего концевого участка 46, диаметр которых постепенно уменьшается от входного витка 60 к конечному витку 58, электрическое поле не является линейным в продолжении центрального цилиндрического участка 34 индукционной катушки 28. Оно равномерно увеличивается от верхнего концевого участка 30 до входного витка 60, затем, благодаря разрыву наклона, оно сохраняется и даже уменьшается до конечного витка 58. Сохранение или уменьшение зависит, в частности, от угла α. Электрическое поле на уровне этого последнего витка 58 меньше поля, разрушающе действующего на изоляционные материалы. Таким образом, оно позволяет предохранять окружающие его изоляционные материалы.

Кроме того, благодаря соединительной детали 35, получают эффект «электрической защиты» на конечном витке 58, а также на сварном соединении конца проводника, который выходит из него, соединяясь с соединительной деталью 35.

Следует учесть, что в примере, представленном на фиг.3-10, диаметр витков нижнего концевого участка 46 уменьшается линейно. Вместе с тем, можно предусмотреть уменьшение в соответствии с другой монотонной математической прогрессией.

Второй вариант выполнения изобретения представлен на фиг.6, где присутствуют все элементы, показанные на фиг.3. Можно отметить, что коаксиальные концевые витки 45' конусной спирали нижнего концевого участка 46', которые расположены между входным витком 60 и конечным витком 58, отстоят друг от друга. Только витки в виде конусной спирали и нижний концевой участок обозначены такими же цифровыми позициями с добавлением значка «'», так как они отличаются от предыдущего примера тем, что там витки прилегали друг к другу.

Благодаря промежутку между коаксиальными концевыми витками 45', выполненными в виде конусной спирали, тоже получают ограничение электрического поля, связанное с усеченным конусным нижним концевым участком 46', а также дополнительно добиваются лучшего распределения магнитного поля в этой усеченной конусной зоне. Угол α образующей относительно оси симметрии А может быть в этом случае больше, чем в предыдущем варианте выполнения. Предпочтительно он составляет от 10° до 80° и при очень хорошем компромиссе равен 45°. На фиг.10 схематично показано электрическое поле, действующее в этом варианте выполнения. На этом схематичном изображении видно, что концентрация линий поля больше, чем в первом варианте выполнения с прилегающими витками. Поэтому предпочтение отдается углу α, большему, чем в первом варианте выполнения, чтобы компенсировать большее электрическое поле менее возмущенным магнитным полем, что позволяет получить лучший коэффициент резонансного усиления напряжения.

Согласно этому второму варианту выполнения изобретения и согласно версии выполнения, показанной на фиг.7, на коаксиальном усеченном конусном конце 42 можно выполнить геликоидальную канавку 62 в виде конусной спирали, чтобы в нее можно было вставлять в определенном положении витки 45' конусной спирали, отстоящие друг от друга, между входным витком 60 и конечным витком 58. Таким образом, витки 45' конусной спирали удерживаются в неподвижном положении на наклонной поверхности коаксиального усеченного конусного конца 42.

В варианте выполнения соединительная деталь 35 может быть неотъемлемой частью центрального высоковольтного электрода 24. Будучи интегрированной или не интегрированной в центральный высоковольтный электрод 24, соединительная деталь в любом случае имеет наружную геометрию, предназначенную для минимизации электрического поля на поверхности.

Конечный виток 58 может опираться на поверхность соединительной детали 35. Предпочтительно эта поверхность является перпендикулярной к оси А. Конец проводника, продолжающий конечный виток 58, можно соединить сваркой с соединительной деталью 35.

Таким образом, соединительная деталь 35 содержит по меньшей мере одну опорную поверхность и поверхность тела вращения. Обе поверхности соединены между собой скругленным участком сопряжения.

Опорная поверхность предназначена для размещения на ней конечного витка 58. Предпочтительно эта поверхность является перпендикулярной к оси А вращения свечи 10.

Конец провода конечного витка 58 (или 58') электрически соединен с проводящей соединительной деталью 35 в зоне расхождения линий 150 электрического поля. Соединительная деталь 35 обеспечивает эффект «электрической защиты» на конечном витке 58 и особенно на сварном соединении 58а (или 58а') провода с соединительной деталью 35. Соединительная деталь 35 образует экран, который уменьшает напряженность электрического поля на уровне сварного соединения, благодаря присутствующим поверхностям. Действительно, на фиг.8-10 можно отметить расхождение линий электрического поля между указанным конечным витком 58 (или 58а') и соединительной деталью 35, то есть в этой зоне электрическое поле является исключительно слабым. Таким образом, геометрический дефект, связанный со сварным соединением 58а (или 58а'), который естественным образом вызывает концентрацию электрического поля, больше не способствует образованию нежелательной искры. Это же относится и к любому эквивалентному средству соединения.

Для этого опорную поверхность, продолженную скругленным участком сопряжения, рассчитывают таким образом, чтобы способствовать этому расхождению линий электрического поля. Одним из возможных способов, чтобы этого достичь, является выполнение угла между опорной поверхностью и осью образующей G меньшим 180°.

Поверхность тела вращения имеет описанный выше диаметр D3, который зависит от внутреннего диаметра D1 экрана 50.

Как показано на фиг.8, скругленный участок сопряжения 37 соединяет опорную поверхность и поверхность тела вращения. Если рассмотреть деталь 35 в сечении, как показано на фиг.3, этот скругленный участок сопряжения соответствует дуге окружности, касательной к обеим поверхностям. Скругленный участок 37 сопряжения позволяет распределить электрическое поле таким образом, чтобы избежать концентрации линий поля. Предпочтительно конечный виток 58 (или 58') располагают как можно ближе к зоне соединения между опорной поверхностью и скругленным участком сопряжения.

На фиг.9 представлен вариант выполнения скругленного участка сопряжения. На этой фигуре, если сравнивать с фиг.8, скругленный участок 39 имеет эллиптическую форму, чтобы еще больше оптимизировать распределение линий электрического поля. Эллиптическая дуга соответствует большой полуоси в направлении оси А, тогда как малая полуось проходит радиально по отношению к оси А.

1. Свеча (10) зажигания, содержащая индукционную катушку (28) и центральный электрод (24), соединенный с индукционной катушкой, при этом индукционная катушка (28) содержит, начиная от контакта электрического соединения катушки, первый концевой участок (30), центральный участок (34) и второй концевой участок (32), при этом центральный электрод (24) расположен в продолжении второго концевого участка (32) и противоположно центральному участку (34), при этом индукционная катушка (28) содержит спиралевидно намотанный проводник (36), образующий последовательность коаксиальных витков (44, 45, 58, 60), при этом второй концевой участок (32) содержит конечный виток (58), расположенный противоположно центральному участку (34) и соединенный с центральным электродом (24), при этом индукционная катушка (28) выполнена с возможностью создания индуцированного электрического поля во втором концевом участке (32),
отличающаяся тем, что второй концевой участок (32) содержит множество коаксиальных концевых витков (45), которые расположены в осевом направлении между конечным витком (58) и входным витком (60), расположенным ближе к центральному участку (34),
причем конечный виток (58) имеет диаметр D58, меньший диаметра D60 входного витка (60), при этом витки множества коаксиальных концевых витков (45) имеют радиус кривизны, который постепенно уменьшается между входным витком (60) и конечным витком (58) таким образом, чтобы можно было уменьшить напряженность электрического поля, индуцируемого во втором концевом участке (32) вблизи конечного витка (58).

2. Свеча зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что витки множества коаксиальных концевых витков (45, 45′) образуют конусную спираль.

3. Свеча зажигания по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что витки множества коаксиальных концевых витков (45′) отстоят друг от друга.

4. Свеча зажигания по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит проводящую соединительную деталь (35), установленную между конечным витком (58) и центральным электродом (24).

5. Свеча зажигания по п. 4, отличающаяся тем, что соединительная деталь (35) имеет геометрию цилиндра вращения и расположена коаксиально с множеством коаксиальных концевых витков (45, 45′).

6. Свеча зажигания по п. 5, отличающаяся тем, что она содержит цилиндрический экран (50) в виде тела вращения, при этом цилиндрический экран (50) выполнен с возможностью введения в него индукционной катушки (28) и проводящей соединительной детали (35), причем эта проводящая соединительная деталь (35) имеет диаметр D3, составляющий от 0,2 до 0,45 диаметра D1 цилиндрического экрана (50).

7. Свеча зажигания по п. 6, отличающаяся тем, что конец провода конечного витка (58, 58′) соединен электрически с проводящей соединительной деталью (35) в зоне расхождения линий (150) электрического поля, возбуждающегося индукционной катушкой (28), линии которого проходят между цилиндрическим экраном (50) и каждым витком индукционной катушки.

8. Свеча зажигания по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит каркас (38) катушки, имеющий круглую цилиндрическую часть (40) и коаксиальный усеченный конусный конец (42), причем проводник (36) наматывают спиралевидно, по меньшей мере, вокруг усеченного конусного конца (42) для формирования второго концевого участка (32) индукционной катушки (28).

9. Свеча зажигания по п. 8, отличающаяся тем, что усеченный конусный конец (42) имеет образующую G, расположенную под углом от 5° до 80° относительно оси А коаксиального усеченного конусного конца (42).

10. Свеча зажигания по п. 8, отличающаяся тем, что коаксиальный усеченный конусный конец (42) каркаса (38) катушки содержит геликоидальную канавку (62) для размещения в ней проводника (36).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам и может быть использовано в системах зажигания транспортных средств. Технический результат состоит в повышении надежности.

Объектом настоящего изобретения является резонатор-усилитель высокого напряжения для системы радиочастотного зажигания, применяемой в двигателе внутреннего сгорания.

Изобретение относится к устройствам генерирования высокого напряжения и может быть использовано для генерирования плазмы с помощью свечи зажигания, используемой для управляемого зажигания двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к стержневой катушке для систем зажигания, в частности для систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, согласно ограничительной части п.

Изобретение относится к устройству катушек зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащему по меньшей мере одну катушку зажигания, которая имеет первичный контакт и высоковольтный выходной контакт для соединения с высоковольтным контактом зафиксированной на двигателе внутреннего сгорания свечи зажигания, и катушка зажигания имеет по меньшей мере опосредованно по меньшей мере один крепежный элемент на своем корпусе для крепления на двигателе внутреннего сгорания.

Изобретение относится к двигателестроению. .
Наверх