Свеча зажигания

 

1. Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с боковым электродом, керамический изолятор с тепловым конусом, закрепленный в изоляторе центральный электрод, металлический тепловой экран, частично охватывающий тепловой конус изолятора, уплотнительные и теплоотводящие элементы, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тепловой характеристики и повышения надежности, между тепловым конусом изолятора и тепловым экраном выполнена замкнутая кольцевая полость, причем стенка теплового экрана в зоне кольцевой полости имеет переменное продольное сечение.

2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность теплового конуса изолятора и внутренняя поверхность теплового экрана в зоне кольцевой полости имеют цилиндрическую форму, причем продольное сечение теплового экрана имеет форму трапеции.

3. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что замкнутая кольцевая полость заполнена мелкодисперсным сыпучим веществом, имеющим удельную теплопроводность более низкую, чем удельная теплопроводность материала изолятора. Изобретение относится к двигателестроению, в частности к искровым свечам зажигания для двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является улучшение тепловой характеристики свечи зажигания и повышение ее надежности путем улучшения условий теплоотвода от наиболее теплонапряженных элементов свечи. На фиг. 1 показана предлагаемая свеча зажигания; на фиг. 2 вариант выполнения свечи; на фиг. 3 второй вариант выполнении свечи; на фиг. 4 - третий вариант выполнения свечи; на фиг. 5 четвертый вариант выполнения свечи; на фиг. 6 вариант конструктивного выполнения сопловых отверстий; на фиг. 7 другой вариант выполнения сопловых отверстий. Свеча зажигания включает в себя металлический корпус 1 с ввертной частью 2. Внутри корпуса 1 образованы полости 3 и 4, разделенные круговым выступом 5. Торец ввертной части 2 образует боковой электрод 6. В корпусе 1 укреплен керамический изолятор 7 с тепловым конусом 8. Верхняя часть изолятора 7 образует теплорассеивающий элемент 9. Теплорассеивающий элемент 9 и выступающий в полость 4 нижний буртик 10 теплового конуса 8 выполнены цилиндрическими. В изоляторе 7 закреплен центральный электрод 11, образующий вместе с боковым электродом 6 искровой разрядник. На тепловой конус 8 установлен тепловой экран 12, частично охватывающий тепловой конус 8, за исключением буртика 10. Герметизация соединения корпуса 1 с изолятором 7 обеспечивается установкой уплотнительных элементов 13. Между тепловым конусом 8 и тепловым экраном 12 выполнена замкнутая кольцевая полость 14. Эта полость может быть заполнена мелкодисперсным сыпучим веществом, имеющим удельную теплопроводность более низкую, чем удельная теплопроводность материала изолятора, например тальком или мелкозернистым ингредиентом на базе теплопроводной керамики, как это показано на фиг. 1. В варианте свечи на фиг. 2 кольцевая полость 14 выполнена в виде воздушного зазора 15. Возможны также варианты выполнения полости 14 в виде сочетания воздушного зазора с керамическим наполнителем. Стенка 16 теплового экрана 12 в зоне кольцевой полости 14 имеет переменное сечение, увеличивающееся от изолятора к корпусу. Для упрощения изготовления свечи наружная поверхность 17 теплового конуса 8 изолятора 7 и внутренняя поверхность 18 теплового экрана в зоне кольцевой выемки имеют цилиндрическую форму. При этом предельное сечение теплового экрана имеет форму трапеции, как это показано на фиг. 2. Искровой разрядник может выполняться в различных вариантах конструктивного исполнения. На фиг. 2 показан вариант искрового разрядника при выполнении бокового электрода 19 из проволоки, приваренной к торцу 20 корпуса 1. Наиболее предпочтительные варианты исполнения искрового разрядника для свечи, показанной на фиг. 1, приведены на фиг. 3, 4 и 5. В этих вариантах для улучшения зажигательной способности предусмотрены сопловые отверстия 21, 22, 23 и 24 различной геометрической формы в торце ввертной части 2 корпуса 1. Для обеспечения вращательного движения газа, выходящего из полости 4, выполнены наклонные щели 25 и 26, как это показано на фиг. 6 и 7. Работает свеча следующим образом. При подаче в конце такта сжатия высоковольтного напряжения на центральный электрод 11 в искровом промежутке между центральным и одним из боковых электродов происходит электроискровой разряд, посредством которого воспламеняется рабочая смесь в камере сгорания (на чертеже не показана). Благодаря перетеканию цилиндрового заряда в свечные полости 3 и 4 вследствие распространения фронта пламени от искрового разрядника рабочая смесь, заполняющая свечную полость, воспламеняется в начальной фазе сгорания. В процессе сгорания в свечной полости давление повышается, в результате чего высокотемпературные продукты сгорания через сопловые отверстия 21 выбрасываются с большой скоростью в камеру сгорания, в ее периферийные зоны, в направлениях ориентации сопловых отверстий. По причине 2 3-кратного превышения коэффициента остаточных газов в цилиндрической полости скорость сгорания в свечной полости замедляется, что приводит к смещению максимальной скорости истечения из последней к фазе догорания цилиндрового заряда. Описанные процессы периодически повторяются от цикла к циклу. Благодаря круговой ориентации пламенных факелов, несмотря на отставание по фазе процесса сгорания в свечной полости, сокращается процесс догорания цилиндрового заряда, улучшаются эффективные показатели работы двигателя, снижаются токсические выбросы по компонентам СО, СН и NO_x. Рациональным подбором сочетания теплофизических свойств конструктивных материалов с варьированием размеров конструктивных элементов теплового конуса представляется возможность обеспечить заданное калильное число свечей на базе одного и того же типоразмера свечи, унификацию свечей. Одновременно с этим благодаря малому поперечному сечению в сочетании с увеличенной длиной теплового конуса и увеличением тем самым длины пути теплоотвода к теплорассеивающим конструктивным элементам достигается улучшение другой тепловой характеристики -более высокой скорости прогрева керамики теплового конуса, что в определяющей мере повышает показатели эксплуатационной надежности свечей. 2

Формула изобретения

1. Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с боковым электродом, керамический изолятор с тепловым конусом, закрепленный в изоляторе центральный электрод, металлический тепловой экран, частично охватывающий тепловой конус изолятора, уплотнительные и теплоотводящие элементы, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тепловой характеристики и повышения надежности, между тепловым конусом изолятора и тепловым экраном выполнена замкнутая кольцевая полость, причем стенка теплового экрана в зоне кольцевой полости имеет переменное продольное сечение. 2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность теплового конуса изолятора и внутренняя поверхность теплового экрана в зоне кольцевой полости имеют цилиндрическую форму, причем продольное сечение теплового экрана имеет форму трапеции. 3. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что замкнутая кольцевая полость заполнена мелкодисперсным сыпучим веществом, имеющим удельную теплопроводность более низкую, чем удельная теплопроводность материала изолятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 22.06.1997

Номер и год публикации бюллетеня: 6-2002

Извещение опубликовано: 27.02.2002        

---