Свеча зажигания

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания на легком топливе.

Сущность изобретения: искрообразующие поверхности боковых электродов, выступающие над внешней кромкой торцевой разрядной поверхности изолятора, наклонены в сторону центрального электрода. В результате впервые комбинированный искровой разряд превращается в протяженную воздушную искру (до 4 мм.)

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания на легком топливе.

Все свечи зажигания работают по принципу высоковольтного искрового разряда в условиях сжатой горючей смеси. Благодаря высокой температуре искры происходит воспламенение горючей смеси.

Искровой разряд бывает воздушный, поверхностный и комбинированный.

Самыми распространенными свечами зажигания являются свечи с воздушным разрядом (каталог фирмы NGK «Свечи зажигания»,2011 г.). Они обладают высокой надежностью.

Напряжение пробоя в них определяют величиной искрового зазора и степенью сжатия. В некоторых случаях это приводит к уменьшению искрового зазора до (0,3-0,5)мм, то есть к низкой зажигательной способности.

Известны свечи зажигания с поверхностным разрядом (см., например, Европейский патент ЕР 1202411 В1, 2001).

Такие свечи содержат керамическую разрядную поверхность, что позволяет значительно повысить длину искрового зазора.

Керамика имеет диэлектрическую проницаемость в (6-7) раз больше, чем у воздуха, что существенно повышает ионизацию разрядной поверхности. Однако надежность свечи зажигания снижается.

Возможны проблемы при пуске двигателя. Все это определяется загрязнением разрядной поверхности.

Кроме того, разрядная поверхность существенно экранирует доступ горючей смеси к искре.

В последние годы становятся все более популярными свечи зажигания с комбинированным разрядом (см. патент США 5760534, 1998).

Это происходит, благодаря сочетанию преимуществ воздушного и поверхностного разрядов.

То есть работа свечи зажигания остается надежной, а искровой разряд заметно удлиняется.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является свеча зажигания, содержащая корпус, боковые электроды с искрообразующими поверхностями, выполненные на торце корпуса, и изолятор с центральным электродом и торцевой разрядной поверхностью, расположенной над торцем корпуса и образующей своей внешней кромкой с боковыми электродами воздушные искровые зазоры (см. ЕР 0872927, 1998).

В известной конструкции, благодаря комбинированному разряду, при воздушном зазоре 0,5 мм длина искры составляет 1,5 мм.

Однако, недостатком известной конструкции является низкая зажигающая способность удлиненной искры, так как основная часть искры экранируется разрядной поверхностью изолятора.

Кроме того, боковые электроды с высокой точностью изогнуты в сторону центрального электрода, а искрообразующие торцевые поверхности боковых электродов выполнены в виде сегментов цилиндрической поверхности с осью, совпадающей с осью свечи зажигания. Это удорожает процесс производства свечи зажигания.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является создание свечи зажигания, с высокой зажигательной способностью и простой в изготовлении.

Технический результат в предлагаемой полезной модели, достигают созданием свечи зажигания, содержащей корпус, боковые электроды с искрообразующими поверхностями, выполненные на торце корпуса, и изолятор с центральным электродом и торцевой разрядной поверхностью, расположенной над торцем корпуса и образующей своей внешней кромкой с боковыми электродами воздушные искровые зазоры, в которой согласно полезной модели, искрообразующие поверхности боковых электродов, выступающие над внешней кромкой торцевой разрядной поверхности изолятора, наклонены в сторону центрального электрода.

Предлагаемая полезная модель позволяет получить максимально протяженную воздушную искру (до 4 мм) с хорошим доступом горючей смеси при относительно низком напряжении пробоя или высокой степени сжатия.

Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков в аналогичных свечах зажигания, то есть предлагаемое решение соответствует критерию «новизна».

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

Сущность предлагаемой свечи зажигания поясняется нижеследующим описанием и чертежом, где показан продольный разрез свечи зажигания.

Свеча зажигания содержит корпус 1, боковые электроды 2 с искрообразующими поверхностями 3, выполненные на торце 4 корпуса 1, и изолятор 5 с центральным электродом 6 и торцевой разрядной поверхностью 7, образующей своей внешней кромкой 8 с боковыми электродами 2 воздушные искровые зазоры 9.

Искрообразующие поверхности 3 боковых электродов 2, выступающие над внешней кромкой торцевой разрядной поверхности 7 изолятора 5, наклонены в сторону центрального электрода 6.

Свеча зажигания работает следующим образом.

Во время такта СЖАТИЕ происходит уплотнение горючей смеси. Давление и температура горючей смеси повышаются. При подаче высоковольтного напряжения на центральный электрод 6 происходит ионизация торцевой разрядной поверхности 7 и воздушных искровых зазоров 9, которая заканчивается комбинированным искровым пробоем по траектории А.

Большая часть искры проходит по разрядной поверхности 7, а меньшая часть искры - по воздушному зазору 9.

Однако, почти мгновенно искра с траектории А переходит на траекторию В, которая является чисто воздушной, но незначительно короче. Это происходит по двум причинам.

Во-первых, керамическая поверхность изолятора в силу термической природы искры отталкивает искру.

Во-вторых, искра всегда стремится к самой короткой траектории. А это достигают при удалении искры от поверхности 7 за счет наклона поверхностей 3 боковых электродов 2 в сторону центрального электрода 6.

При реальных размерах свечей зажигания длина воздушной искры может достичь 4 мм.

Таким образом, заявляемая свеча зажигания обладает лучшей зажигающей способностью и проще в производстве.

Предлагаемая свеча зажигания была апробирована на различных автомобилях.

Апробация заявляемой свечи зажигания подтвердила все ожидаемые достоинства.

Крутящий момент на средних оборотах вырос на (7-8)%, а на «низах» и «верхах» - еще больше. Это позволило повысить динамичность на 15%, экономичность по городу - на 10% и максимальную скорость - на 10%.

Свеча зажигания, содержащая корпус, боковые электроды с искрообразующими поверхностями, выполненные на торце корпуса, и изолятор с центральным электродом и торцевой разрядной поверхностью, расположенной над торцем корпуса и образующей своей внешней кромкой с боковыми электродами воздушные искровые зазоры, отличающаяся тем, что искрообразующие поверхности боковых электродов, выступающие над внешней кромкой торцевой разрядной поверхности изолятора, наклонены в сторону центрального электрода.