Способ зажигания топливной смеси

 

Сущность изобретения: способ зажигания смеси в двигателе внутреннего сгорания состоит в передаче энергии искрового разряда в топливную смесь в две стадии. Это обеспечивает получение направленного потока газов в виде факела. На первой стадии подают высоковольтный импульс с продолжительностью переднего фронта не более 1 мкс. На второй стадии с интервалом не более 10 мкс подают низковольтный импульс с величиной разрядного тока до 1,5 А и продолжительностью до 2 мкс. 3 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 T 13/00

ГОСУДАРСТ8Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841090/06 (22) 07.05.90 (46) 30,11.92. Бюл. М 44 (71) Научно-производственное объединение по автоэлектронике и автотранспортному электрооборудованию "Автоэлектроника" (72) А. С. Скобликов (56) Авторское свидетельство СССР

М 877674, кл. Н 01 Т 13/00, 1981, (54) СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ ТОПЛИВНОЙ

СМЕСИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах зажигания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания для автомобилей, работающих на легком топливе, особенно на двигателях, использующих бедные, сильно турбулизованные топливные смеси.

Известен способ зажигания топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, работающем на легком топливе, заключающийся в том, что камеру свечи зажигания, снабженной полупроводниковым элементом, размещенным между электродами, заполняют зарядом топливной смеси, создают на электродах свечи зажигания искровой разряд, при этом в процессе разряда ионизируют межэлектродный промежуток свечи, и поджигают топливную смесь в камере сгорания двигателя посредством выброса потока горячих газов из камеры свечи в камеру сгорания двигателя.

Однако этот способ не обеспечивает надежного воспламенения обедненных топливных смесей.

„„. Ж„„1778842 А1 (57) Сущность изобретения: способ зажигания смеси в двигателе внутреннего сгорания состоит в передаче энергии искрового разряда в топливную смесь в две стадии.

Это обеспечивает получение направленного потока газов в виде факела. На первой стадии подают высоковольтный импульс с продолжительностью переднего фронта не более 1 мкс, На второй стадии с интервалом не более 10 мкс подают низковольтный импульс с величиной разрядного тока до 1,5 А и продолжительностью до 2 мкс. 3 ил.

Целью изобретения является повышение надежности воспламенения топливной смеси, в том числе при сильном ее обеднении и завихрении.

Цель достигается за счет того, что в способе зажигания топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, работающем на легком топливе, заключающемся в том, что камеру свечи зажигания, снабженной полупроводниковым элементом, размещенным между электродами, заполняют зарядом топливной смеси, создают на электродах свечи зажигания искровой разряд, при этом в процессе разряда ионизируют межэлектродный промежуток свечи и поджигают топливную смесь в камере сгорания двигателя посредством выброса потока горячих газов из камеры свечи в камеру сгорания двигателя, искровой разряд подают в две стадии, на первой стадии подают высоковольтный импульс с продолжительностью переднего фронта не более 1 мкс, затем с интервалом не более 10 мкс, на второй стадии подают низковольтный импульс с величиной раз1778842

55 рядного тока да 1,5 А и продолжительностью до 2 мкс.

На фиг. 1 показана конструкция низковольтной свечи зажигания с размещенной на ней катушкой зажигания; на фиг. 2— схема передачи электрической энергии в искровой промежуток свечи; на фиг. За, б— основные параметры искрового разряда.

Для осуществления способа используют низковольтную свечу зажигания. Свеча зажигания состоит из металлического корпуса 1, размещенного в нем изолятора 2, центрального электрода 3 и массового электрода 4. Внутри свечи размещена камера, состоящая из разрядной 5 и буферной 6 полостей, поверхностный слой разрядной полости 5, например, в виде цилиндрического полупроводникового элемента, облегчающего искровой пробой между электродами свечи. Таким материалом может быть материал с микроструктурой, обеспечивающей последовательный пробой элементарных искровых промежутков, Величина искрового промежутка свечи, соответствующая высоте разрядной камеры

5, составляет 1 — 3 мм. Катушка зажигания, размещенная на свече, имеет вторичную 8 и первичную 9 обмотки, изолированные между собой. Коэффициент трансформации должен быть не более 10, а число витков вторичной обмотки не более 2000 — 5000 витков. Один конец 12 вторичной обмотки 8 подсоединен непосредственно к сердечнику 10 катушкой зажигания и через пружину

11 — к центральному электроду 3 свечи, другой конец 13 вторичной обмотки 8 подсоединен к выводной клемме 14. Один конец 15 первичной обмотки 9 катушки зажигания подсоединен к второй 16 выводной клемме, а другой конец 17 — на корпус экрана 7.

К выводной клемме 16 подключены накопитель энергии в виде конденсатора 18 (см. фиг. 2) и тиристор 19, который соединен с концом 14 первичной обмотки 9. Конец 12 вторичной обмотки 8 соединен с дополнительным накопителем энергии в виде конденсатора 20.Другие обмотки конденсаторов соединены с клеммой 13. В исходном состоянии накопители энергии в виде конденсаторов 18 и 20 заряжены, при подаче управляющего импульса на тиристор 19, конденсатор 18 разряжается на первичную обмотку катушки зажигания и на ее вторичной обмотке возникает иониэирующий импульс, достаточный для пробоя и ионизации искрового промежутка 5 свечи, Разряд ионизирующего импульса осуществляется по полупроводниковому элементу камеры разряда 5. Величина напряжения

40 ионизирующего импульса выбирают ниже величины напряжения разряда по воздуху, а длительность. переднего фронта ионизирующего импульса не более 1,0 мкс.

В результате падения сопротивления искрового промежутка свечи, конденсатор

20 через вторичную обмотку катушки зажигания разряжается на искровой промежуток свечи и тем самым резко увеличивает энергию выделяемую в искровом промежутке.

Величиной емкости конденсатора 20 и степени его заряженности (вместо емкости 20, при необходимости, можно пользоваться формирующей линией из L и С), а также параметрами вторичной обмотки катушки зажигания можно регулировать мощность и продолжительность основного импульса искрового разряда, увязывая их с требованиями двигателя. Ионизирующий импульс, получаемый от катушки зажигания, предназначается также для воспламенения топливной смеси, находящейся в камере, состоящей из разрядной 5 и буферной 6 полостей свечи.

Таким образом топливная смесь в основной камере двигателя будет воспламеняться от факела, совокупно образованного от энергии сгорания топливной смеси и энергии разряда основного импульса, усиливающего искру. Предполагается, что при работе двигателя на частичных нагрузках выброс воспламеняющегося факела будет достигать 8 — 15 мм.

При такой схеме получается очень крутой фронт импульса вторичного напряжения с длительностью не более 1,0 мс, что в сочетании с заложенным принципом самоочищения искрового промежутка самим разрядом исключает возможность шунтирования вторичной цепи системы зажигания от нагара на искровом промежутке свечи.

Формула изобретения

Способ зажигания топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, работающем на легком топливе, заключающийся в том, что на электродах свечи зажигания, снабженной полупроводниковым элементом, размещенным между электродами, создают искровой разряд, при этом в процессе разряда ионизируют межэлектродный промежуток свечи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности воспламенения топливной смеси, в частности при сильном ее обеднении, искровой разряд создают в две стадии, на первой стадии нэ электроды подают высоковольтный импульс с продолжительностью переднего фронта не более 1 мKñ, затем, с интервалом не более 10 мкс, на егоpoA стаptlw flop8IoT ниаковольтнь и 1134FlvRbc c Bf. tlvlниной разрядного тока до 15 А и продолжительностьк) до 2 мкс.

С,З

ЮО

3008 +

600 В

10 ГЮ

177BBh2 fur, 3a

f0 0 A)C

1778842

Маракаеросяцка разряда и 10И

Об

10 15 30 ec продолжительность

Фиг. Л

Составитель А.Скобликов

Техред М.Моргентал Корректор Л,Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4198 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5