МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к электрическим свечам зажигания топливной смеси в бензиновых и газовых двигателях внутреннего сгорания(ДВС), а также может быть применена в иных тепловых двигателях и в любых топливных горелках.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является электрическая свеча зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая металлический корпус и электроды, разделенные изолятором (прототип - Патент РФ 2239925).
При всех достоинствах прототипа, существующая электрическая свеча зажигания топливно-воздушной смеси обладает пониженной надежностью из-за явления нагара, пониженной топливной экономичностью и пониженным КПД в связи с невозможностью воспламенения обедненных топливных смесей и, как следствие, приводящее к неполному сгоранию топливно-воздушной смеси, перерасходу топлива и высокой токсичности выхлопных газов.
Технический результат данной полезной модели состоит в получении эффекта вращения электрической дуги при наличии в свече зажигания источника постоянного магнитного поля, например, от кольцевого постоянного магнита и в образовании между центральным и кольцевым электродами вращающейся электрической дуги зажигания, приводящей к интенсификации воспламенения топливной смеси в камерах сгорания двигателя и к повышению полноты горения любой топливно-воздушной смеси в камерах сгорания. В результате повышается интенсивность воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания, что приводит к улучшению процесса горения топлива, и как следствие, к снижению расхода топлива и улучшению экологической чистоты выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Дополнительные положительные эффекты такой свечи зажигания состоят в эффективном запуске холодного двигателя, возможности работы двигателя на обедненных топливных смесях, низкосортных марках бензина, а также в повышении ее надежности и срока эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство, электрической свечи зажигания, содержащее металлический корпус и электроды, разделенные электрическим изолятором от корпуса двигателя, введен источник
постоянного магнитного поля, выполненный в виде электромагнита постоянного тока или кольцевого постоянного магнита, размещенного таким образом, чтобы магнитные силовые линии пересекали рабочий зазор между электродами в камере сгорания, например, электромагнит или постоянный магнит установлен на внешней части изолятора корпуса магнитоэлектрической свечи зажигания, причем центральный электрод выполнен с диском на рабочем торце, а второй электрод выполнен кольцевым.
Отметим, что корпус магнитоэлектрической свечи и ее электроды являются и проводниками электрического тока и одновременно - магнитопроводом, замыкающим магнитные силовые линии кольцевого постоянного магнита в рабочем зазоре между электродами свечи зажигания внутри камеры сгорания, что снижет потери магнитного потока от магнита и обеспечивает достаточную напряженность магнитного поля в рабочем зазоре между центральным и кольцевым электродами для обеспечения вращающейся электрической дуги зажигания.
ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
На фиг.1, 2 показана упрощенная конструкция магнитоэлектрической свечи зажигания с постоянным кольцевым магнитом. Магнитоэлектрическая свеча зажигания содержит ввертный металлический корпус 1, центральный электрод 2 с электроизолятором 3, боковую стойку 4 с кольцевым электродом 5, размешенным в одной плоскости с центральным электродом 2, кольцевой постоянный магнит 6, коаксиально размещенный с наружной части изолятора 3 свечи зажигания. Металлический корпус свечи 1 ввернут в корпус двигателя (не показан)с выходом центрального электрода 2 в камеру сгорания 7 двигателя внутреннего сгорания, магнитные силовые линии 8 магнитного диполя кольцевого постоянного магнита 6, замыкающие его магнитные полюса между кольцевым электродом 5 и центральным электродом 2, электрический разряд в виде вращающейся электрической искры 9 зажигания, причем на центральный электрод 2 дополнен на его рабочем конце - торцевым центральным металлическим диском 10, с диаметром, превышающим диаметр центрального электрода 2, для обеспечения рабочего зазора между центральным металлическим диском 10 и кольцевым электродом 5 порядка 1-1,5 мм. И повышения долговечности свечи зажигания.
РАБОТА УСТРОЙСТВА
Магнитноэлектрическая свеча зажигания работает следующим образом.
Вначале на центральный электрод 2 свечи зажигания от катушки зажигания (на фиг.1, 2 она не показана) относительно кольцевого электрода 5 подаются циклически электрические импульсы высокого напряжения, синхронизированные с положением поршней в камерах сгорания теплового двигателя.
Возникает кратковременная электрическая дуга между центральным электродом 2 и кольцевым электродом 5. Кольцевой постоянный магнит 6 создает в свече зажигания магнитное поле дипольного типа заданной напряженности. Магнитные силовые линии 8 постоянного магнита 6 замыкаются на его магнитные полюса частично в пространстве, а частично через корпус 1 свечи и ее центральный электрод 2, электрическую дугу 9, кольцевой электрод 5 и корпус 1. Вследствие пересечения магнитными силовыми линиями 8 пространства между центральным электродом 2 и кольцевым электродом 5 и самой электрической дуги 9, она начинает вращаться.
Это явление возникает в результате силового электромагнитного взаимодействия постоянного магнитного поля кольцевого постоянного магнита 6 с электрическим током, протекающим в электрической искре 9 между центральным электродом 2 с его головки 10 и кольцевым электродом 5. Причем электрическая дуга 9 вращается между этими электродами 2, 5, 10 с угловой скоростью, определяемой конкретными параметрами магнитной индукции выбранного постоянного магнита 6 и электрического тока дуги 9. Электрическая дуга 9 успевает делать несколько полных оборотов по внутреннему периметру кольцевого электрода 5 за время подачи импульсного напряжения на электроды 2, 5. Регулирование скорости вращения электрической дуги 9 обеспечивают изменением величины электрического тока в дуге 9 и величины магнитной индукции от постоянного магнита 6 в зазоре между электродами 2, 5. Реверс вращения электрической дуги 9 обеспечивается посредством поворота постоянного кольцевого магнита на 180 градусов или сменой полярности импульсов на электроде 2 с катушки зажигания. В случае применения электромагнита в качестве источника постоянного магнитного поля реверс вращения электрической дуги 9 осуществляют изменением полярности напряжения на его обмотке. Вследствие вращения электрической дуги в свече зажигания по ее кольцевому электроду 5 и по ее торцевому диску 10 износ этих электродов минимален. Для снижения износа центрального электрода его торец выполнен в виде диска 10. Вследствие вращения электрической дуги 9 между кольцевым электродом 5 и центральным электродом 2 образуется плазменное пятно, намного превышающее по площади прежнюю площадь стационарной электрической дуги стандартной свечи зажигания. Это плазменное пятно полностью открыто для топливо-воздушной смеси внутри камеры сгорания 7, в отличие от стандартной свечи зажигания, в которой боковой электрод частично перекрывает электрическую искру от топливной смеси. В результате, предлагаемая магнитная свеча с вращением электрической дуги существенно повышает интенсивность воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания 7 и ее развитие процесса ее горения в этой камере сгорания 7, что приводит к улучшению ее
полноты сгорания топлива, и, как следствие, к снижению требуемого расхода топлива, повышению приемистости автомотора и радикальному улучшению экологической чистоты выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Дополнительные положительные эффекты такой свечи зажигания состоят в эффективном запуске холодного двигателя, возможности работы двигателя на любых обедненных и обогащенных топливных смесях, некачественном бензине низких сортов, а также в повышении надежности и срока эксплуатации электрических свеч зажигания.