Устройство воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания лазерным оптическим разрядом

Полезная модель относится к автомобилестроению, а конкретно к системам воспламенения топливовоздушной смеси (ТВС) в двигателях внутреннего сгорания и позволяет обеспечить надежное зажигание в многоцилиндровом ДВС одним лазером. Устройство содержаит импульсный высокочастотный лазер, оптоволоконный световод с фокусирующей линзой, блок синхронизации связанный с датчиком положения распределительного вала. Лазер последовательно соединен с электронно-оптическим переключателем, соединенным с, по меньшей мере, с двумя оптоволоконными разделителями, каждый из которых через соответствующий оптоволоконный световод сообщен с соответствующей фокусирующей линзой цилиндра многоцилиндрового двигателя.

Полезная модель относится к автомобилестроению, а конкретно к системам воспламенения топливовоздушной смеси (ТВС) в двигателях внутреннего сгорания.

Известно устройство воспламенения ТВС электрическим разрядом высокого напряжения, включающего в себя аккумуляторную батарею, прерыватель с конденсатором, высоковольтную катушку зажигания, распределитель и свечи зажигания (Тур Е.Я. и др. Устройство автомобиля. М., Машиностроение, 1991, стр. 154-156). Однако в известном устройстве не обеспечивается достаточное напряжение во вторичной цепи (после трансформации, особенно при увеличении частоты вращения, степени сжатия и числа цилиндров двигателя); быстро изнашиваются контакты прерывателя, вследствие чего снижается надежность работы и, как следствие, ухудшается экономичность двигателя; кроме того, затруднен пуск двигателя, так как для пуска двигателя напряжение во вторичной цепи должно быть больше, чем на прогретом двигателе (Тур Е.Я. и др. Устройство автомобиля. М., Машиностроение, 1991, стр. 154-156).

Известен способ воспламенения топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания лазерным оптическим разрядом и устройство его осуществления (патент РФ 2436991 МПК F02P 23/04, опубликовано: 20.12.2011), являющийся наиболее близким к заявляемой полезной модели и принятый за прототип, который содержит лазер, оптический световод, фокусирующую линзу соединенную с лазером через световод, блок синхронизации связанный с датчиком на распределительном вале.

В известном устройстве необходимо на каждый цилиндр двигателя иметь отдельный лазер, а если цилиндров 4, 8, 12, то это будет экономически неприемлемым. Кроме того каждый лазер должен будет иметь мощность в импульсе необходимую для создания оптического разряда.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении надежного зажигания в многоцилиндровом ДВС одним лазером.

Технический результат достигается тем, что в устройстве воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания лазерным оптическим разрядом, содержащем импульсный высокочастотный лазер, оптоволоконный световод с фокусирующей линзой, блок синхронизации связанный с датчиком положения распределительного вала, новым является то, что лазер последовательно соединен с электронно-оптическим переключателем, соединенным с, по меньшей мере, с двумя оптоволоконными разделителями, каждый из которых через соответствующий оптоволоконный световод сообщен с соответствующей фокусирующей линзой цилиндра многоцилиндрового двигателя.

На фиг. 1 представлена схема устройства воспламенения ТВС в двигателе внутреннего сгорания лазерным оптическим разрядом.

Здесь: 1 - датчик положения распределительного вала; 2 - блок синхронизации; 3 - лазер; 4 - электронно-оптический переключатель; 5 и 6 - оптоволоконные разделители; 7 - оптические световоды; 8 - фокусирующие линзы; 9 - цилиндры двигателя; 10 - распределительный вал.

Работает устройство следующим образом. Сигнал от датчика 1 положения распределительного вала 10 и блока синхронизации поступает на лазер 3 который формирует пакет высокочастотных лазерных импульсов поступающих в электронно-оптический переключатель 4. В нем, по команде блока синхронизации происходит переключение пакета лазерных импульсов на оптоволоконный разделитель 5 связанный оптоволоконными световодами 7 с фокусирующими линзами 8 цилиндров 9 поршни которых находятся в районе верхней мертвой точки. В цилиндрах двигателя где произошло сжатие топливной смеси в фокусах фокусирующих линз в центре камеры сгорания лазерные импульсы вначале разогревают смесь, а затем инициируют оптический разряд воспламеняющий ТВС, а цилиндрах на выхлопе отработанных газов реализуется холостой оптический разряд. При повороте коленчатого вала на 180 градусов датчик 1 на распределительном вале и блок синхронизатора 2 подают сигнал на лазер 3 и на электронно-оптический переключатель 4, который подключает оптоволоконный разделитель 6 к пакету лазерных импульсов на следующую группу цилиндров поршни, которых находятся в районе верней мертвой точки.

Таким образом, предлагаемое устройство, за счет применения пакетной системы высокочастотных лазерных импульсов появляется возможность применять импульсный лазер меньшей мощности. Кроме того, использование в предлагаемом устройстве оптоволоконных разделителей и электронно-оптического переключателя позволяет использовать один лазер в многоцилиндровых двигателях.

Устройство воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания лазерным оптическим разрядом, содержащее импульсный высокочастотный лазер, оптоволоконный световод с фокусирующей линзой, блок синхронизации, связанный с датчиком положения распределительного вала, отличающееся тем, что лазер последовательно соединен с электронно-оптическим переключателем, соединенным с, по меньшей мере, с двумя оптоволоконными разделителями, каждый из которых через соответствующий оптоволоконный световод сообщен с соответствующей фокусирующей линзой цилиндра многоцилиндрового двигателя.