СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для воспламенения воздушно-топливной смеси в камерах сгорания двигателей, работающих без самовоспламенения этой смеси, главным образом, для инжекторных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), работающих на легком топливе.
Известна 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 A - разность радиусов центрального электрода и отверстия; B - расстояние от плоскости торца электрода до плоскости поверхности камеры; C - постоянная величина искрового промежутка, причем отверстие в корпусе выполнено в форме усеченного конуса, а диаметр центрального электрода больше диаметра отверстия в корпусе не менее чем на два размера искрового промежутка - 2С. (RU №2282290, 2006)
Известна также свеча зажигания, содержащая корпус с наружным резьбовым пояском и с продольным отверстием, в котором размещен изолятор с центральным электродом, и массовый электрод, выполненный в виде выступающей за пределы центрального электрода сопловой головки с диффузором на выходе, размещенной с образованием в диффузоре искрового промежутка между электродами, отличающаяся тем, что сопловая головка выполнена заодно с корпусом, ее длина от края резьбового пояска корпуса выполнена не менее минимального диаметра диффузора, угол расширения которого выполнен равным (51±1,5)°, а длина составляет не более 0,5 минимального диаметра диффузора, при этом изолятор снабжен наружным уплотнением из жаропрочного силикона для герметизации относительно поверхности продольного отверстия корпуса. (RU №66120, 2007, прототип).
Недостатками известных конструкций являются низкая надежность, не полное сгорание топлива и необходимость использования катализаторов для снижения токсичности выхлопных газов, недостаточный срок эксплуатации.
Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели свечи зажигания, заключается в увеличении срока и качества эксплуатации, экономии топлива, снижении токсичности выхлопных газов.
Указанный технический результат достигается созданием свечи зажигания, содержащей корпус с наружным резьбовым пояском и с продольным отверстием, в котором размещен изолятор, снабженный наружным уплотнением из жаропрочного эластичного материала, центральный электрод, тепловой конус и внутренняя камера сопловой головки с диффузором.
Новизна предлагаемой свечи зажигания заключается в сужении внутренней камеры по отношению к диффузору и расширении по отношению к кольцевой плоской стенке внутренней камеры, выполненной под прямым углом, наличии утолщения сопловой головки, переходящего за корпус, причем сопловая головка с диффузором расположены на уровне теплового конуса.
Конструктивная схема свечи зажигания изображена на фиг.1; на фиг.2 изображена схема срабатывания свечи при ее центральном расположении в камере сгорания; на фиг.3 изображена схема срабатывания свечи при ее боковом расположении в камере сгорания.
Свеча зажигания, содержащая корпус 1 с наружным резьбовым пояском 2 и с продольным отверстием 3, в котором размещен изолятор 4, снабженный наружным уплотнением 5 из жаропрочного эластичного материала, центральный электрод 6, тепловой конус 7, внутренняя камера 8 сопловой головки 9, с диффузором 10, сужение 11 внутренней камеры 8 по отношению к диффузору 10 и расширение 12 по отношению к кольцевой плоской стенке 13 внутренней камеры 8, выполненной под прямым углом, наличие утолщения 14 сопловой головки 9, переходящего за корпус 1, расположение сопловой головки 9 с диффузором 10 на уровне теплового конуса 7.
Предлагаемая свеча зажигания работает следующим образом: свеча вкручивается по наружному резьбовому пояску 2, расположенному на корпусе 1, в стенку камеры сгорания ДВС. При этом сопловая головка 9 выступает в объем камеры сгорания. При заполнении топливной смесью камеры сгорания, внутренняя камера свечи 8 заполняется данной смесью. Происходит сжатие воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Топливная смесь, проходя через диффузор 10, сжимается и внутренняя камера 8 заполняется. При подаче на центральный электрод 6 и сопловую головку 9 импульса высокого напряжения происходит электрический пробой в зоне искрового промежутка между ними. Сначала этот пробой имеет вид искрового шнура между центральным электродом 6 и сопловой головкой 9 на малых оборотах, а при увеличении оборотов двигателя давление в камере сгорания увеличивается, и искра начинает сбегать от центрального электрода 6 до кольцевой плоской стенки 13 по тепловому конусу 7. Перед пробоем искры происходит ионизация рабочей смеси во внутренней камере 8 свечи зажигания, затем под его ионизирующим воздействием в момент пробоя искры топливная смесь воспламеняется по всей внутренней камере 8 и в диффузоре 10. Под действием электродинамической силы, возникающей в результате взаимодействия радиального тока, проходящего через образовавшуюся при пробое плазму, и кольцевого магнитного поля, созданного этим же током, протекающим далее вдоль теплового конуса 7, плазменный сгусток начинает ускоряться вдоль оси диффузора 10, т.е. происходит перемещение ("выдувание") плазменного сгустка к наружному торцу сопловой головки 9. Одновременно топливная смесь воспламеняется и в сторону расширения 12 внутренней камеры 8 по отношению к кольцевой стенке 13 внутренней камеры 8. Воспламенение топливной смеси во внутренней камере 8 приводит к тому, что струя продуктов сгорания истекает с большой скоростью из диффузора 10, смешивается с топливной смесью в камере сгорания и завершает процесс ее поджигания, начатый "выдуваемым" плазменным сгустком. Искровой зазор находится в центральной зоне камеры сгорания и защищен корпусом 1 от вихревых потоков воздушно-топливной смеси. При запуске холодного двигателя диффузор 10, центральный электрод 6 и изолятор 4 прогреваются в течение первых циклов. Внутреннее уплотнение 5 не допускает прорыва газов из камеры сгорания между корпусом 1 и изолятором 4.
Заявляемая полезная модель обеспечивает ряд преимуществ:
- защита искры и начального воспламенения воздушно-топливной смеси (ВТС) от вихревых потоков образующихся в процессе работы двигателя;
- позволяет находиться в центре камеры сгорания и стрелять «факелом»;
- диапазон искры составляет 360°
- нет необходимости использования катализатора;
- утолщение сопловой головки свечи позволяет сохранить рабочий тепловой диапазон;
- размер искрового зазора гарантирует стабильную работу искры, не боится «заливания» свечи топливом;
- высокая зажигательная способность на всех режимах двигателя;
- высокая зажигательная способность при низких температурах;
- свеча не «боится» загрязнений от богатой смеси;
- свеча не «боится» попадания масла, охлаждающей жидкости и некачественного бензина;
- обладает способностью к самоочистке, что увеличивает срок службы свечи зажигания.
Таким образом, создана эффективная, надежная, экономичная, долговечная и экологически чистая свеча зажигания.