ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретнее, к системам электрического воспламенения любой топливовоздушной смеси, к электроискровым свечам зажигания, а также может быть применена в газотурбинных двигателях и в системах электроподжига топлива в любых топливных горелках, в которых топливная смесь воспламеняется с помощью электрических свечей зажигания.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является магнитоэлектрическая свеча зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая металлический корпус и упомянутые два электрода, разделенные изолятором, на котором размещен источник магнитного поля (прототип - Патент РФ на полезную модель 72464 Автор Дудышев В.Д.).
При всех достоинствах прототипа, известная магнитоэлектрическая свеча зажигания топливно-воздушной смеси обладает пониженной надежностью из-за критичности свойств постоянного магнита к высоким температурам и вибрациям, что ограничивает сферу ее применения. Кроме того, прототип не позволяет регулировать длительность, интенсивность и скорость вращения электрической искры в свече такого типа в зависимости от режима работы теплового мотора.
Технический результат данной полезной модели состоит в повышении эффективности работы свечи-аналога, а именно повышения надежности известной магнитоэлектрической свечи зажигания и повышении ее регулировочных свойств. Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство, в конструкцию электрической свечи зажигания, содержащее металлический корпус, центральный электрод и кольцевой электрод, разделенные изолятором, введен источник импульсного электромагнитного поля, выполненный в виде электромагнита, содержащего двухобмоточную катушку зажигания размещенную на внешнем электрическом изоляторе свечи зажигания, образующая с металлическим корпусом свечи - электромагнит с общим магнитопроводом, причем данная катушка зажигания своей высоковольтной обмоткой присоединена к центральному электроду свечи, а ее низковольтная обмотка присоединена через коммутатор, к бортовой аккумуляторной батарее, причем вторые концы обмоток электрически присоединены к массе мотора, а на вход управления электронного коммутатора присоединен электрический выход датчика положения поршня.
Дополнительные положительные эффекты такой электромагнитной 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.
Отметим, что корпус магнитоэлектрической свечи и ее электроды является и проводниками электрического тока и одновременно -магнитопроводом, замыкающим магнитные силовые линии электромагнита в рабочем зазоре между электродами свечи зажигания внутри камеры сгорания, что снижает потери магнитного потока от электромагнита и обеспечивает достаточную напряженность электромагнитного поля в рабочем зазоре свечи между центральным и кольцевым электродами для обеспечения вращающейся электрической дуги зажигания. Поскольку в предлагаемой электромагнитной свече нет постоянного магнита. а электромагнитное поле создает сама катушка зажигания, совмещенная в конструкции со свечой. то предлагаемая электромагнитная свеча обладает повышенной надежностью и управляемостью.
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА В СТАТИКЕ
На рис.1 показана упрощенная конструкция электромагнитной свечи зажигания Устройство (рис.1) содержит свечу зажигания 1 с центральным электродом 2 в электроизоляторе 3 и кольцевым электродом 4, образованным торцом ввертной части 5 металлического корпуса 6 свечи 1. Металлический корпус свечи 5 ввернут в корпус двигателя (не показан) с выходом центрального электрода 2 в камеру сгорания 7 двигателя внутреннего сгорания, причем на электроизолятор 2 надета индуктивная двухобмоточная катушка зажигания 7, содержащая низковольтную обмотку 8, присоединенную к электрической части 10 и высоковольтную обмотку 9, электрически присоединенную одним концом к торцу центрального электрода 2, а вторым концом к массе 16 авто. Индуктивная катушка 7 вместе с стальной корпусом 6 м центральным металлическим электродом 2 образует электромагнит, причем свеча 1 дополнена электрической частью 10, присоединенной к низковольтной обмотке 8 электронным коммутатором 11, образующим с ней индуктивно-электрический импульсный автогенератор 12, дополненный модулятором -прерывателем 13, предназначенным для запуска в работу автогенератора 12 только в рабочий такт работы электроискрового теплового мотора. Для этого на вход модулятора 13 присоединен выход датчика 14 положения поршня конкретной камеры сгорания (на рис.1 не показаны). Электропитание коммутатор 11, присоединенный к обмотке 8, получает от бортовой аккумуляторной батареи 15. Заземление на корпус авто обозначено поз.16. Зона вращения электрической искры в рабочем зазоре между центральным электродом 2 и кольцевым электродом 4 обозначена позицией 17.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА
Устройство работает следующим образом. Вначале запускают в работу электроискровой двигатель внутреннего сгорания (не показан). Образуемые в его системе управления импульсы с датчика 14 положения поршня с конкретной камеры сгорания поступают через модулятор 12 на вход управления коммутатора 11, и он включается в работу, в результате чего индуктивно-электрический генератор 12 начинает работать и подавать с высоковольтной обмотки 9 индуктивной катушки 7 электрические импульсы на килогерцовой частоте на центральный электрод 2 свечи 1 на все время рабочего такта мотора в этой камере сгорания (не показана).
В результате, возникает электрическая искра в рабочем зазоре свечи 1 между центральным электродом 2 и кольцевым электродом 4. Одновременно, индуктивная катушка 7, имеющая магнитопровод общий с корпусом свечи, 1 вследствие протекания в ее обмотках 8, 9 импульсных электрических токов, порождает импульсное однополярное электромагнитное поле, в этом рабочем зазоре между электродами 2, 4, которое поступает сюда через общий со свечой магнитопровод этого электромагнита, образованный стальным корпусом 6 и центральным электродом 2. В результате силового взаимодействия электромагнитного поля с электрическим током в электрической искре эта электрическая искра начинает вращаться в этом рабочем зазоре между электродами 2, 4 со скоростью, пропорциональной частоте импульсов автогенератора 12 и напряженности электромагнитного поля. Как следствие, возникает площадь вращающейся дуги-зоны плазменного разряда 17. Поскольку эта плазма вращения 17 открыта к топливной смеси, и образует дополнительный поток электронов и ионов в нее, то возникают идеальные условия для интенсивного воспламенения этой топливной смеси в камере сгорания двигателя, и, в итоге топливная смесь на рабочем такте в данной камере сгорания полностью сгорает. В результате, снижается требуемый расход топлива и токсичность выхлопа теплового мотора.