СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к системам зажигания двигателей внутреннего сгорания, а именно к устройствам для воспламенения топливовоздушных смесей и может быть использована в качестве разборной пьезоэлектрической свечи зажигания, исключающей ошибки в опережении и опоздании выхода искры.
Ныне известные системы зажигания (например, патенты RU 2282290, JP 63308885) включают в себя трамблер распределения, привод от коленвала к трамблеру, катушку высокого напряжения, провода высокого напряжения, конденсатор или дорогостоящую компьютерную систему в комплексе со всем выше перечисленным и саму свечу для подачи искры в камеру сгорания.
Известные свечи обладают ошибками в работе: опережение, опоздания, воспламенение горючей смеси в процессе работы. Опережение - удары на поршень происходят раньше времени. Происходит детонация, разрушение поршневой системы КШМ и двигателя в целом, потеря мощности. Происходит за счет не точной работы (посредников) передачи искры выше перечисленных. Опоздание - воспламенение горючей смеси после подхода поршня к моменту зажигания (образованию искры) следствие (догоняющий удар) по поршню износ всех деталей КШМ.
В заявленном по настоящей полезной модели устройстве исключаются данные ошибки, поскольку посредников образования искры попросту нет.
Наиболее близким решением является свеча зажигания (патент RU 2329580), содержащая металлический корпус с камерой и отверстием, центральный электрод с изолятором и искровой промежуток, выполненный в виде кольцевой щели, отличающаяся тем, что в корпусе свечи расположено устройство для образования высокого напряжения, необходимого для пробоя искрового промежутка свечи, выполненное в виде пьезоэлемента, а центральный электрод выполнен в виде металлической мембраны, соединенной с торцом пьезоэлемента, другой торец которого соединен с обоймой искрового механизма, находящейся в металлическом корпусе свечи.
Недостатком конструкции является неразборность свечи, т.е. при выходе из строя пьезоэлемента или любой составляющей из конструкции замена происходит целиком. Во-вторых, подобная конструкция работает из-за разницы в давлении в камере сгорания двигателя. Главный минус данного принципа работы состоит в том, что при настраивании свечи на определенное давление - не учитывается износ КШМ, а конкретно цилиндра, поршня, и компрессионных колец. Настройка должна быть настолько точна, чтобы не было ошибок в опережении и опоздании выхода искры при износе двигателя, которое происходит во время работы. Давление соответственно уменьшается, поэтому первоначальные настройки могут быть бесполезны.
В заявленном по настоящей полезной модели устройстве ничего настраивать не нужно, за счет механического давления и подобные ошибки исключаются сами собой. Даже при выходе из строя пьезоэлемента замену можно произвести без обращения в спецсервис.
Технический результат: разборность, возможность замены вышедших из строя узлов свечи, исключаются ошибки в опережении и опоздании выхода искры. В целом свеча упрощает и в то же время создает надежность системы зажигания двигателя внутреннего сгорания с бензиновым или газовым топливом.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что свеча зажигания, содержащая защитный корпус, центральный электрод с изолятором, устройство для образования высокого напряжения, необходимого для пробоя искрового промежутка свечи, выполненное в виде пьезоэлемента, контакт выхода искры, отличающееся тем, что содержит толкатель, выполненный в виде штока, функцией которого является воздействие на него через пружину поршня двигателя в верхней мертвой точке, причем толкатель соединен с посадочной обоймой пружины в ее нижней точке, а пружина в свою очередь в своей верхней точке контактирует с пьезоэлементом, который соединен с электродом и выполнен свободно располагающимся внутри корпуса с возможностью движений по нему вверх-вниз под действием штока и пружины. Кроме того, корпус свечи выполнен в виде не менее двух разъединяющихся частей, в одной из которых располагается пьезоэлемент. Кроме того, на поверхности защитного корпуса с противоположной стороны от толкателя выполнено контактное гнездо, функцией которого является соединение контактами к замку зажигания с прерывателем.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано конструктивное устройство свечи зажигания, где 1 - Пьезоэлемент, 2, 3 - Уплотнительное стабилизирующее кольцо, 4 - Пружина возврата штока и пьезоэлемента, 5 - Посадочная обойма пружины, 6 - Гнездовое отверстие под электрод, 7 - Гнездовое отверстие под толкатель, 8 - Электрод, 9 - Изолятор электрода, 10 - резьбовое соединение ввертыша с головкой блока, 11 - Толкатель, 12 - защитный корпус пьезоэлемента, 13 - Метка толкателя.
На Фиг.2 показано поэлементное конструктивное устройство свечи в разобранном состоянии, где 14, 15 - Стержни соединения ввертыша с корпусом пьезоэлемента для надежного соединения и быстрой замене, 16 - Стержень соединения ввертыша, 17 - Уплотнительное кольцо, 18 - Резьбовое соединение ввертыша с головкой блока, 19 - Контактное гнездо от замка зажигания с прерывателем, 20 - Электрод в камере сгорания, 21 - Корпус пьезоэлемента, 22 - Уплотнительное кольцо корпуса пьезоэлемента и ввертыша, 23, 24 - Отверстие под стержни соединения, 25 - Обойма соединения, 26 - Отверстие под электрод, 27 - Отверстие под толкатель, 28 - Контакт выхода искры.
Свеча зажигания может быть выполнена в виде защитного корпуса 12 с центральным электродом 8 с изолятором 9, пьезоэлементом 1, работающим в качестве устройства для образования высокого напряжения, необходимого для пробоя искрового промежутка свечи, контактом 28 выхода искры. Отличием полезной модели является наличие толкателя 11, выполненного в виде штока, функцией которого является воздействие на него через пружину 4 поршня двигателя в верхней мертвой точке, причем толкатель соединен с посадочной обоймой 5 пружины в ее нижней точке, а пружина 4 в свою очередь в своей верхней точке контактирует с пьезоэлементом 1, который соединен с электродом 8 и выполнен свободно располагающимся внутри корпуса 12 с возможностью движений по нему вверх-вниз под действием штока (толкателя) 11 и пружины 4.
Корпус свечи 12 может быть выполнен в виде не менее двух разъединяющихся частей, в одной из которых располагается пьезоэлемент 1, что позволяет производить замену каждого вышедшего из строя узла. Соединение частей между собой может быть выполнено, например, посредством винтового соединения их друг с другом.
На поверхности защитного корпуса 12 с противоположной стороны от толкателя 11 выполнено контактное гнездо 19, функцией которого является соединение контактами к замку зажигания с прерывателем. Поскольку запуск двигателя происходит от стартера, то после удара поршня о толкатель 11 горючая смесь воспламеняется с помощью пьезоэлемента 1, глушит двигатель при размыкании контактов на замке зажигания и после на прерыватель в корпусе пьезоэлемента.
Устройство работает следующим образом.
Поршень - самый точный индикатор, показывающий когда он подошел к верхней мертвой точке (ВМТ), а в следствии к моменту зажигания. Подходя к ВМТ, поршень давит на толкатель 11 свечи, толкатель 11 давит на пружину 4 с пьезоэлементом 1, пьезоэлемент 1 возбуждается, выданная им искра спускается по электроду 8 в камеру сгорания через контакт выхода искры 28. Тем самым происходит воспламенение без ошибок.
Исключение ошибок обеспечивается за счет точного момента зажигания, запуска двигателя без зависимости от температурных режимов, простоты в использовании и замене. Основные соединительные элементы свечи: первая часть в виде ввертыша в головку блока и вторая часть, содержащая пьезоэлемент, расположенный над ввертышем.
Оба элемента конструкции легко соединяются и приспособлены к замене в случае выхода из строя одного из них. Вынос пьезоэлемента предназначен для минимального воздействия температурного режима двигателя, и внешней среды на сам возбудитель искры (пьезоэлемент).
Свеча возбуждается механически, и как следствие - минимум погрешности, максимум полезной работы.
Данная свеча проста и эффективна при использовании. Свеча упрощает и в то же время создает надежность системы зажигания двигателя внутреннего сгорания с бензиновым или газовым топливом вследствие уменьшения стоимости всей системы зажигания и уменьшения количества устройств системы, взаимодействующих и зависящих друг от друга.