Устройство электроискрового розжига
Область применения: электрооборудование отопителей на газовом, дизельном, бензиновом и других видах топлива в газообразном или жидкостном состоянии. Устройство электроискрового розжига, содержащее форсунку подачи топлива и объединенные в одном корпусе коммутатор с низковольтным подводом и катушку зажигания с высоковольтными выводами, соединенными с электродами разрядника, отличающееся тем, что концы электродов разрядника, соединенные с высоковольтными выводами катушки зажигания, помещены внутрь того же корпуса, корпус имеет несколько точек жесткого крепления к форсунке, и элемент для крепления к корпусу теплового экрана со стороны электродов разрядника, причем расположенные в корпусе элементы герметично защищены от внешней среды. Электроды разрядника сменные, содержат резьбу для вкручивания в корпус и элемент фиксации электрода в заданном положении. В случае сменных электродов корпус может содержать две электропроводные втулки с внутренней резьбой для вкручивания электродов разрядника с наружной стороны корпуса и винтов для крепления электропроводных лепестков изнутри корпуса, каждый из лепестков соединен внутри корпуса с одним высоковольтным выводом катушки зажигания. Такое конструктивное исполнение позволяет повысить надежность поджига топливно-воздушной смеси по сравнению с существующими устройствами и обеспечивает удобство эксплуатации за счет уменьшения операций по сборке корпуса с форсункой и обслуживания устройства при эксплуатации. Указанные преимущества подтверждены испытаниями в составе отопителя для автомобилей.
Предлагаемое устройство относится к области транспортной техники, а конкретно к электрооборудованию отопителей на газовом, дизельном, бензиновом и любых других видах топлива в газообразном или жидкостном состоянии.
Известен подогреватель жидкостный 14.8106 [Руководство по эксплуатации 14.8106 РЭ. Завод автотракторного оборудования, 1991 г.] с высоковольтным источником напряжения, содержащим коммутатор с низковольтным подводом и катушку зажигания в отдельном корпусе, расположенном за пределами горелки, два запальных электрода (электрода разрядника), расположенных на горелке в зоне впрыска топлива, соединенные с высоковольтным источником напряжения с помощью высоковольтных проводов. Недостатком такого устройства является наличие высоковольтных проводов в одной зоне с источником их загрязнения (горелка). С течением времени по образовавшимся загрязнениям на высоковольтных проводах повышается ток утечки, энергия искрового разряда между запальными электродами уменьшается и топливо перестает загораться. Кроме того, высоковольтные провода являются источником радиопомех и требуют принятия мер по их экранированию.
Известно устройство электроискрового розжига [Патент РФ на полезную модель №30400], принятое за прототип, содержащее форсунку подачи топлива, коммутатор с низковольтным подводом, катушку зажигания с высоковольтными выводами, соединенными с клеммами свечей зажигания (электродами разрядника), скобу с гайкой для крепления последних к винту, установленному на топливной форсунке. Коммутатор с катушкой зажигания объединены в одном корпусе, имеющем токопроводящие разжимные элементы высоковольтных выводов и проушину с отверстием, причем корпус установлен своими разжимными элементами непосредственно на клеммах свечей зажигания, а винт удлинен, входит в отверстие проушины и с помощью дополнительной гайки фиксирует корпус относительно топливной форсунки.
Первым недостатком прототипа является наличие прижимного контакта разжимных элементов с электродами разрядника (клеммами свечей зажигания) в зоне источника загрязнений (форсунка), что приводит с течением времени к ухудшению электрического контакта между этими элементами, увеличению падения напряжения на контактном сопротивлении и уменьшению напряжения между электродами разрядника. При этом высокое напряжение может стать недостаточным для пробоя промежутка между электродами разрядника, топливо не будет воспламеняться.
Вторым недостатком является фиксация корпуса относительно форсунки только одним винтом, что приводит к вибрации корпуса относительно форсунки и установленных на ней свечей зажигания. Это приводит к износу прижимного контакта между разжимными элементами и электродами разрядника, изменению сопротивления этого контакта и возможным пропускам искрового разряда по этой причине, во время этих пропусков топливо не будет воспламеняться.
Третьим недостатком является отсутствие защиты корпуса и расположенных в нем элементов от нагрева радиационным теплом горелки, что приводит к снижению надежности элементов и устройства в целом.
Четвертым недостатком является наличие свечей зажигания и необходимость сборки корпуса со свечами зажигания.
Пятый недостаток является следствием первых двух. В процессе эксплуатации устройства - прототипа возникает необходимость периодической чистки токопроводящих разжимных элементов и электродов разрядника для исключения пропусков искрового разряда.
Технической задачей при разработке данной полезной модели является повышение надежности поджига топлива и обеспечение удобства эксплуатации устройства электроискрового розжига.
Для решения поставленной задачи в устройстве электроискрового розжига, содержащем форсунку подачи топлива и объединенные в одном корпусе коммутатор с низковольтным подводом и катушку зажигания с высоковольтными выводами, соединенными с электродами разрядника, концы
электродов разрядника, соединенные с высоковольтными выводами катушки зажигания, помещены внутрь того же корпуса, корпус имеет несколько точек жесткого крепления к форсунке и элемент крепления к нему теплового экрана со стороны электродов разрядника, а расположенные в корпусе элементы герметично защищены от внешней среды. В случае, если устройство предназначено для длительной эксплуатации, электроды разрядника сменные, содержат резьбу для вкручивания в корпус и элемент для фиксации электрода в заданном положении. При сменных электродах корпус содержит две электропроводные втулки с внутренней резьбой для вкручивания электродов разрядника с наружной стороны корпуса и винтов для крепления электропроводных лепестков изнутри корпуса, каждый из лепестков соединен внутри корпуса с одним высоковольтным выводом катушки зажигания.
На фиг. изображена фотография устройства электроискрового розжига. Устройство электроискрового розжига содержит: корпус (1) с коммутатором, катушкой зажигания и электродами разрядника (2) с искровым зазором между свободными их концами за пределами корпуса. Корпус (1) имеет отверстия (3) под винты крепления к форсунке так, чтобы она была расположена в области искрового зазора между электродами разрядника (на фиг. не показана) и втулку с резьбой (4) для крепления к корпусу теплового экрана со стороны искрового зазора между электродами разрядника (2). Из корпуса (1) выходят провода (5) низковольтного подвода от источника питания. На каждом из электродов разрядника закреплена контргайка (6) фиксации электрода (2) в заданном положении. Электропроводные втулки с внутренней резьбой (на фиг. не видны) расположены в стенке корпуса на месте вкручивания электродов.
Устройство электроискрового розжига работает следующим образом. В зону искрового зазора между свободными концами электродов разрядника 2 за пределами корпуса 1 подается из форсунки топливно - воздушная смесь, через низковольтный ввод 5 на устройство подается напряжение от источника питания, после чего в искровом зазоре возникает периодически импульсный электроискровой разряд. При этом топливо воспламеняется и будет гореть
самостоятельно вплоть до прекращения его подачи. Устройство электроискрового розжига отключается от источника питания, искровой разряд прекращается. Тепловой экран, устанавливаемый на корпус с помощью винта, вкручиваемого во втулку 4, защищает корпус и расположенные в нем элементы от радиационного нагрева пламенем горелки.
Задача повышения надежности поджига топлива решается прежде всего за счет того, что концы электродов разрядника 2, соединенные с высоковольтными выводами катушки зажигания, помещены внутрь корпуса, место соединения герметизировано от воздействия внешней среды и поэтому не меняет своих электрических свойств.
Во-вторых, корпус имеет несколько точек жесткого крепления к форсунке, что исключает изменение взаимного положения искрового зазора между электродами разрядника и впрыскиваемого форсункой топлива и обеспечивает гарантированный поджиг топливно-воздушной смеси.
В третьих, закрепляемый на втулке тепловой экран со стороны искрового зазора (зона воспламенения топливно-воздушной смеси) уменьшает нагрев корпуса 1 и расположенных в нем элементов, что приводит к повышению их надежности при эксплуатации.
Удобство эксплуатации обеспечивается исключением сборки корпуса 1 со свечами зажигания из-за их отсутствия; исключением необходимости чистки токопроводящих разжимных элементов и электродов разрядника в месте их прижимного контакта, поскольку прижимной контакт может быть исключен и заменен сварным или паяным, а зона соединения герметизирована внутри корпуса; в случае износа электродов разрядника при длительной эксплуатации устройства возможна их замена.
В соответствии с предлагаемой полезной моделью изготовлены и испытаны у Заказчика, в составе отопителя на дизельном топливе, опытные образцы устройства электроискрового розжига. Проведены стендовые. Климатические и ресурсные испытания на соответствие требованиям ОАО "Шадринский автоагрегатный завод" и представительства №965 МО от 04.07.03. Результаты испытаний положительные. По надежности зафиксировано более
35000 включений отопителя без сбоев. Диапазон рабочих температур внешней среды от плюс 100°С до минус 45°С. Напряжение, подаваемое на низковольтный подвод от аккумулятора, постоянное 24 В. Искровой зазор между электродами разрядника (5±0,5) мм. Частота искровых разрядов не менее 4 Гц, длительность разрядов не менее 3 мс. Герметизация корпуса путем заливки силиконовым герметиком. Самостоятельной части устройства электроискрового розжига, заключенной в отдельный корпус (все, кроме форсунки), присвоено наименование "Высоковольтный источник напряжения", сокращенное наименование "ВИН-1П", что и показано на фиг.
1. Устройство электроискрового розжига, содержащее форсунку подачи топлива и объединенные в одном корпусе коммутатор с низковольтным подводом и катушку зажигания с высоковольтными выводами, соединенными с электродами разрядника, отличающееся тем, что концы электродов разрядника, соединенные с высоковольтными выводами катушки зажигания, помещены внутрь того же корпуса, корпус имеет несколько точек жесткого крепления к форсунке и элемент для крепления к нему теплового экрана со стороны электродов разрядника, а расположенные в корпусе элементы герметично защищены от внешней среды.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды разрядника сменные, содержат резьбу для вкручивания в корпус и элемент фиксации электрода в заданном положении.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что корпус содержит две электропроводные втулки с внутренней резьбой для вкручивания электродов разрядника с наружной стороны корпуса и винтов для крепления электропроводных лепестков изнутри корпуса, каждый из лепестков соединен внутри корпуса с одним высоковольтным выводом катушки зажигания.
