Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам воспламенения горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания. Технический результат заключается в возможности улучшения воспламенения бедных рабочих смесей и обеспечения стабильного воспламенения на всех режимах работы двигателя. Согласно изобретению свеча зажигания содержит корпус с камерой и отверстием, центральный электрод с изолятором и искровой промежуток. Искровой промежуток выполнен в виде кольцевой щели, образованной кромкой торца центрального электрода и кромкой отверстия в корпусе на внутренней поверхности камеры свечи. При этом торец центрального электрода размещен внутри камеры, а соотношение параметров искрового промежутка определяется по формуле: где А - разность радиусов центрального электрода и отверстия, В - расстояние от плоскости торца электрода до плоскости поверхности камеры, С - величина искрового промежутка. Отверстие в корпусе свечи может быть выполнено в форме усеченного конуса, а диаметр центрального электрода больше диаметра отверстия в корпусе не менее чем на два размера искрового промежутка - 2С. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к воспламенению горючей смеси.

Известна свеча зажигания, содержащая корпус с камерой сгорания и Г-образный электрод, который образует искровой промежуток с внутренней боковой стенкой корпуса, в последнем имеется по меньшей мере одно тангенциальное отверстие (см. а.с. 422058, H 01 T 13/02, БИ №12 за 1974 г.).

Недостатком указанной свечи является увеличение времени сгорания топлива, т.к. процесс разделен на две фазы горения. Первая фаза происходит в камере свечи, а вторая - в камере сгорания цилиндра двигателя. Процесс локального обогащения смеси за счет центробежного ускорения сопровождается обратным явлением, осаждением топлива на стенках камеры свечи, что снижает эффективность ее работы. Конструкция не технологична.

Известна также свеча зажигания, содержащая корпус с камерой сгорания и центральный электрод, размещенный в отверстии корпуса с зазором, образующим искровой промежуток (см. заявку №55-37075 от 25.09.80 г., Н 01 Т 13/40).

Недостатком этой конструкции является то, что начальная фаза воспламенения ограничена узким кольцевым зазором. Это ограничивает фронт пламени и, соответственно, увеличивает время первой фазы горения. Несмотря на увеличенный объем воспламеняемой смеси, свеча не позволяет обеспечить устойчивую работу двигателя на обедненных рабочих смесях. Кроме того, беспорядочное возникновение искры в зазоре создает ощутимый разброс во времени сгорания топлива. Эта конструкция принята за прототип.

Задача изобретения - улучшение воспламенения бедных рабочих смесей и обеспечение стабильного их воспламенения на всех режимах работы двигателя.

Задача решается тем, что в свече зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащей корпус с камерой, центральный электрод и искровой промежуток, последний выполнен в виде кольцевой щели, образованной кромкой торца центрального электрода и кромкой, образованной отверстием и внутренней поверхностью камеры свечи.

Торец центрального электрода размещен внутри камеры, а соотношение параметров искрового промежутка определяется по формуле:

где

С - постоянная величина искрового промежутка,

А - разность радиусов центрального электрода и отверстия,

В - расстояние от плоскости торца электрода до плоскости поверхности камеры.

С целью увеличения скорости горения рабочей смеси в камере сгорания цилиндра двигателя отверстие в корпусе свечи может быть выполнено в форме усеченного конуса, что расширяет фронт пламени и улучшает условия сгорания смеси в начальной фазе.

С целью облегчения пуска двигателя в условиях низших температур центральный электрод может быть выполнен диаметром, большим диаметра отверстия в корпусе не менее чем на 2С, где С - величина искрового промежутка. Это значительно снижает случаи "забрызгивания свечи" (потеря искры).

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен общий вид свечи зажигания,

на фиг.2 - узел с первым вариантом искрового промежутка,

на фиг.3 - узел со вторым вариантом искрового промежутка.

Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с камерой 2 и центральным электродом 3, отверстие 4 и искровой промежуток 5, который выполнен в виде кольцевой щели. Он образован торцом центрального электрода 3 и кромкой отверстия 4, образованной внутренней поверхностью камеры 2.

На фиг.2 показано коническое отверстие в корпусе свечи, которое необходимо для увеличения скорости горения рабочей смеси в цилиндре двигателя в фазе воспламенения, что достигается расширением фронта пламени в конусе. Искровой промежуток 5 - величина постоянная, при этом соотношение параметров центрального электрода 3 и отверстия 4 в корпусе свечи будут иметь различные значения соответственно формуле

причем А - разность радиусов центрального электрода и отверстия,

В - расстояние от плоскости торца электрода до плоскости поверхности камеры,

С - постоянная величина искрового промежутка.

На фиг.3 показана конструкция свечи с центральным электродом, имеющим диаметр больше отверстия в корпусе свечи. Такая конструкция значительно сокращает вероятность забрызгивания изолятора свечи, т.к. распыляет капельную фракцию топлива в искровом промежутке 5 и отбрасывает ее на стенки камеры 2 свечи. При этом диаметр центрального электрода 3 должен быть больше диаметра отверстия 4 не менее чем два размера искрового промежутка 5 - 2С.

Работает свеча следующим образом. При работе двигателя рабочая смесь во время такта сжатия из цилиндра двигателя поступает в камеру 2 через искровой промежуток 5, где в момент искрового разряда движется в перпендикулярном направлении, при этом большой объем рабочей смеси взаимодействует с искрой. Следует учесть и то, что скорость заполнения камеры 2 к моменту искрового разряда достигнет наибольшей величины. Задача обогащения горючей смеси в зоне искрового промежутка 5 в предлагаемой конструкции решается наиболее эффективным образом, т.к. размещение торца центрального электрода 3 внутри камеры 2 напротив отверстия 4 позволяет обеспечить наибольшее возможное локальное ускорение рабочей смеси. Это достигается за счет сужения потока рабочей смеси в искровом промежутке 5. Локальное обогащение рабочей смеси происходит за счет разницы удельных весов молекул воздуха и паров топлива под действием ускорения. При этом процесс сгорания разделяется на два этапа. На первом воспламеняется и начинает гореть обогащенная рабочая смесь в зоне искрового промежутка, а на втором - бедные смеси в камере 2 свечи и цилиндре двигателя.

Таким образом, предлагаемая свеча позволяет использовать бедные рабочие смеси, при этом обеспечить стабильную работу двигателя на переходных режимах, снизить расход топлива и, соответственно, токсичность выхлопных газов.

1. Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с камерой и отверстием, центральный электрод с изолятором, искровой промежуток, отличающаяся тем, что искровой промежуток выполнен в виде кольцевой щели, образованной кромкой торца центрального электрода и кромкой, образованной отверстием в корпусе и внутренней поверхностью камеры свечи, причем торец центрального электрода размещен внутри камеры, а соотношение параметров искрового промежутка определяется по формуле:

где А - разность радиусов центрального электрода и отверстия;

В - расстояние от плоскости торца электрода до плоскости поверхности камеры;

С - постоянная величина искрового промежутка.

2. Свеча по п.1, отличающаяся тем, что отверстие в корпусе выполнено в форме усеченного конуса.

3. Свеча по п.2, отличающаяся тем, что диаметр центрального электрода больше диаметра отверстия в корпусе не менее чем на два размера искрового промежутка - 2С.