ДВУХКАМЕРНАЯ СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
BICAMERAL SPARK PLUG OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для воспламенения топливной смеси двигателя внутреннего сгорания.
Известна свеча зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, размещенный в корпусе изолятор с нижним и верхним центральными цилиндрическими электродами, массовый электрод корпуса с сопловой частью, внутренняя полость свечи выполнена цилиндрической или конической, переходящей в критическую часть сопла, выполненную заодно с корпусом свечи, причем диаметр и длина критической части сопла выбраны в пределах соответственно 0,22-0,91 и 0,12-0,49 максимального диаметра внутренней полости корпуса свечи (см. патент РФ №2118026, Н01Т 13/20, 1997 г.).
Однако известная свеча зажигания двигателя внутреннего сгорания при своем использовании имеет следующие недостатки:
- недостаточная эффективность воздействия на рабочую смесь за счет недостаточной скорости и надежности ее воспламенения,
- недостаточная стабильность электрического разряда, приводящая к неравномерному воспламенению рабочей смеси.
- недостаточная мощность разрядной плазмы,
- недосточный уровень экологичности приэксплуатации из-за токсичности выхлопных газов.
В основу изобретения положена задача создания двухкамерной свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания.
Техническим результатом при использовании предложенной свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания является повышение эффективности воздействия на рабочую смесь, повышение мощности и стабильности электрического разряда, достижение высокой скорости и надежности воспламенения рабочей смеси, а также увеличение ресурса эксплуатации при одновременном снижении токсичности выхлопных газов и повышении уровня экологичности.
Технический результат достигается выполнением свечи зажигания двухкамерной и выбором соотношений размеров и объемов и компонентов.
Поставленная задача решается тем, что предложена двухкамерная свеча зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, размещенный в корпусе изолятор с нижним и верхним центральными цилиндрическими электродами, массовый электрод корпуса с сопловой частью, внутренняя полость свечи выполнена цилиндрической или конической, переходящей в критическую часть сопла, выполненную заодно с корпусом свечи, причем диаметр и длина критической части сопла выбраны в пределах соответственно 0,22-0,91 и 0,12-0,49 максимального диаметра внутренней полости корпуса свечи, при этом на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса свечи дополнительно размещена оснащенная сопловой частью и выполненная из металла цилиндрическая втулка, разделяющая внутреннюю полость свечи на две камеры: верхнюю и нижнюю, при этом соотношение внутренних объемов верхней камеры и нижней камеры выбрано равным 1:(6-24), причем втулка конической поверхностью своей нижней наружной части размещена на конической ступени внутренней полости корпуса свечи, а на конической поверхности верхней внутренней части втулки размещен изолятор с центральным электродом, внутренняя полость втулки выполнена цилиндрической или конической, переходящей в критическое сечение сопловой части верхней камеры свечи с размещенным в нем центральным электродом диаметром 1,5-4 мм с образованием зазора между центральным электродом и критическим сечением, равным 0,2-2,5 мм, при этом длина выступающей из изолятора части нижнего центрального цилиндрического электрода выбрана в пределах 0,18-3,22 максимального диаметра внутренней полости втулки, а торец нижнего центрального цилиндрического электрода размещен в области критического сечения сопловой части втулки или выступает из нее в сторону среза сопловой части, поверхность расположенной в верхней камере свечи части изолятора выполнена конической или цилиндрической, на ступенчатых переходах между втулкой и корпусом свечи, а также между втулкой и изолятором дополнительно размещена выполненная из меди или ее сплавов коническая шайба. При этом размещенная на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса свечи втулка выполнена цельной или составной. При этом нижняя наружная и верхняя внутренняя части втулки выполнены коническими с углом наклона 45-60°. При этом размещенная на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса цилиндрическая втулка выполнена из стали.
Размер головки предложенной свечи под ключ составляет 16 мм или 20,8 мм
Среди существенных признаков, характеризующих предложенную двухкамерную свечу зажигания двигателя внутреннего сгорания, отличительными являются:
- размещение на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса свечи оснащенной сопловой частью и выполненной из металла цилиндрической втулки, разделяющей внутреннюю полость свечи на две камеры: верхнюю и нижнюю, при этом соотношение внутренних объемов верхней камеры и нижней камеры выбрано равным 1:(6-24),
- размещение втулки конической поверхностью своей нижней наружной части на конической ступени внутренней полости корпуса свечи,
- размещение на конической поверхности верхней внутренней части втулки изолятора с центральным электродом,
- выполнение внутренней полости втулки цилиндрической или конической, переходящей в критическое сечение сопловой части верхней камеры свечи с размещенным в нем центральным электродом диаметром 1,5-4 мм с образованием зазора между центральным электродом и критическим сечением, равным 0,2-2,5 мм,
- выбор длины выступающей из изолятора части нижнего центрального цилиндрического электрода в пределах 0,18-3,22 максимального диаметра внутренней полости втулки,
- размещение торца нижнего центрального цилиндрического электрода в области критического сечения сопловой части втулки или выступающим из нее в сторону среза сопловой части,
- выполнение поверхности расположенного в верхней камере свечи части изолятора конической или цилиндрической,
- размещение на ступенчатых переходах между втулкой и корпусом свечи, а также между втулкой и изолятором выполненной из меди или ее сплавов конической шайбы,
- выполнение размещенной на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса свечи втулки цельной или составной,
- выполнение нижней наружной и верхней внутренней части втулки коническими с углом наклона 45-60°,
выполнение из стали размещенной на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса цилиндрической втулки.
Экспериментальные исследования предложенной конструкции двухкамерной свечи зажигания на двигателях внутреннего сгорания показали ее высокую эффективность. Было установлено, что предложенная двухкамерная свеча зажигания двигателя внутреннего сгорания по сравнению с прототипом обладает повышенными эксплуатационными характеристиками за счет повышения эффективности воздействия на рабочую смесь, повышения стабильности электрического разряда. При этом достигнуто повышение мощности разрядной плазмы, высокой скорости и надежности воспламенения рабочей смеси, а также достигнуто увеличение ресурса эксплуатации при одновременном снижении токсичности выхлопных газов и повышении уровня экологичности.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, где показана конструкция предложенной двухкамерной свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания.
Двухкамерная свеча зажигания состоит из металлического корпуса 1, снабженного резьбой для вворачивания в головку ДВС, и многогранной головкой под гаечный ключ 16 мм или 20,8 мм для обеспечения такого вворачивания. Внутри корпуса 1 свечи размещен изолятор 2 с нижним 3 и верхним 4 центральными цилиндрическими электродами. Материал корпуса 1 свечи завальцован на верхнюю часть изолятора 2. Внутренняя полость свечи выполнена цилиндрической или конической, переходящей в критическую часть сопла 5, выполненную заодно с корпусом 1 свечи, причем диаметр и длина критической части сопла корпуса свечи выбраны в пределах соответственно 0,22-0,91 и 0,12-0,49 максимального диаметра внутренней полости корпуса свечи. На ступени внутренней цилиндрической полости корпуса 1 свечи дополнительно размещена оснащенная сопловой частью и выполненная из металла цилиндрическая втулка 6, разделяющая внутреннюю полость свечи на две камеры: верхнюю 7 и нижнюю 8, при этом соотношение внутренних объемов верхней камеры и нижней камеры выбрано равным 1: (6-24). При этом втулка 6 конической поверхностью своей нижней наружной части размещена через прокладку 9 из пластичного металла, например, меди или ее сплавов, на конической ступени внутренней полости корпуса 1 свечи. На конической поверхности верхней внутренней части втулки 6 размещен изолятор 2 с центральным электродом. Внутренняя полость втулки 6 выполнена цилиндрической или конической, переходящей в критическое сечение 10 сопловой части верхней камеры 7 свечи с размещенным в нем центральным электродом 3 диаметром 1,5-4 мм с образованием зазора между центральным электродом и критическим сечением, равным 0,2-2,5 мм. При этом длина выступающей из изолятора 2 части нижнего центрального цилиндрического электрода 3 выбрана в пределах 0,18-3,22 максимального диаметра внутренней полости втулки, а торец нижнего центрального цилиндрического электрода 3 размещен в области критического сечения 10 сопловой части втулки или выступает из нее в сторону среза сопловой части. Поверхность расположенной в верхней камере 7 свечи части изолятора 2 выполнена конической или цилиндрической. На ступенчатых переходах между втулкой 6 и корпусом 1 свечи, а также между втулкой 6 и изолятором 2 дополнительно размещены выполненные из меди или ее сплавов конические шайбы 9. При этом размещенная на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса 1 свечи втулка 6 выполнена цельной или составной. При этом нижняя наружная и верхняя внутренняя части втулки 6 выполнены коническими с углом наклона 45-60°. При этом размещенная на ступени внутренней цилиндрической полости корпуса 1 цилиндрическая втулка 6 выполнена из стали.
Работа предложенной двухкамерной свечи зажигания на двигателях внутреннего сгорания является стандартной и свеча не требует для своей эксплуатации дополнительных конструктивных переработок двигателей внутреннего сгорания.