УСИЛИТЕЛЬ ИСКРЫ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к свечам зажигания, конструктивно объединенными с другими устройствами, имеющими электрические конденсаторы и может быть использована во всех отраслях промышленности для улучшения работы двигателей внутреннего сгорания.
Известны устройства, предназначенные для усиления искры свечи зажигания, в виде пассивного элемента - конденсатора. Конденсатор подключают параллельно искровому зазору свечи зажигания с нулевым сопротивлением в цепи центрального электрода.
Принцип усиления искры следующий. При подаче высокого напряжения от катушки зажигания конденсатор начинает заряжаться через высокоомную цепь (около 20 кОм).
Постоянная времени заряда конденсатора составляет 4-10 мксек. При пробое искрового зазора конденсатор начинает разряжаться через сопротивление искры и паразитную индуктивность конденсатора и свечи зажигания. При этом ток разряда имеет форму затухающего радиоимпульса, а амплитуда тока искры усиливается в сотни раз. Время разряда конденсатора - 100 нсек.
Благодаря усилению тока искры повышается ее температура, следовательно, повышается поджигающая способность искры.
Кроме того, благодаря знакопеременному току разряда конденсатора, практически исключается электроэрозия электродов свечи зажигания.
Известен усилитель искры свечи зажигания, содержащий трубчатый изолятор с электродом, повторяющий присоединительные размеры изолятора и присоединительного конца свечи, и конденсатор, в виде съемного колпачка, выполненного в виде керамической втулки с
наружной и внутренней обкладками и устройство фиксации, причем один торец наружной обкладки снабжен металлической обечайкой предназначенной для контакта со свечой, а внутренняя обкладка керамической втулки предназначена для образования с центральным электродом электрического контакта. (Патент РФ №2133535, по кл. Н 01 Т 13/04, 1998 г)
Недостатками известной конструкции являются:
- низкая эксплуатационная надежность усилителя, происходит попадание загрязненной воздушно-капельной среды подкапотного пространства между трубчатым изолятором и керамической втулкой;
- невозможность быстрого демонтажа, особенно, когда свеча топлена в кожухе;
- наличие свободной полости между внутренней поверхностью керамической втулки конденсатора и изолятором свечи зажигания приводит к поверхностному пробою при загрязнении или конденсате влаги;
- наличие стыка двух разнородных керамик (конденсатора и центрального электрода) приводит к пробою на термоциклах;.
- ненадежное крепление массового контакта на керамической втулке конденсатора приводит к быстрому износу усилителя;
- большой вес усилителя.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является усилитель искры для свечи зажигания, содержащий трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, и конденсатор, внешний электрод которого выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого расположен межэлектродный изолятор с коаксиально установленными в нем внутренний электрод и связанный с ним фиксирующий элемент, обеспечивающий электрический контакт центрального электрода со свечой зажигания, металлическую обечайку, предназначенную для контакта с корпусом свечи, и монтажный элемент, причем трубчатый изолятор и межэлектродный изолятор выполнены в виде единой детали и из
диэлектрического материала (см. патенту US №5371436 по кл Н 01 T 13/04, 1998 г.)
Важной особенностью данного устройства является то, что все диэлектрические элементы устройства выполнены в виде единой детали. Это позволяет устранить проблему стыка, где возникает опасность высоковольтного пробоя.
Кроме того, устройство имеет незначительный вес и удобно для монтажа. Однако данное устройство не лишено ряда недостатков:
- наличие контактов между металлическими элементами устройства, что нежелательно при очень больших токах разряда конденсатора.
- недостаточная надежность крепления монтажного элемента.
- недостаточная надежность фиксирующего элемента со свечой соединителя.
- монтажный элемент имеет нестандартную форму, что требует специального монтажного инструмента.
Целью полезной модели является устранение указанных недостатков, максимальное повышение эксплуатационных характеристик.
Технический результат в предлагаемой полезной модели достигают созданием усилителя искры для свечи зажигания, содержащего трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, и конденсатор, внешний электрод которого выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого расположен межэлектродный изолятор с коаксиально установленными в нем внутренним электродом и связанный с ним фиксирующий элемент, обеспечивающий электрический контакт центрального электрода со свечой зажигания, металлическую обечайку, предназначенную для контакта с корпусом свечи, и монтажный элемент, причем трубчатый изолятор и межэлектродный изолятор выполнены в виде единой детали из диэлектрического материала, в котором согласно полезной модели, на корпусе конденсатора образованы дополнительные участки, верхний из которых имеет форму монтажного элемента и предназначен для
монтажа корпуса, а нижний образует металлическую обечайку, при этом внутренний электрод, связанный с ним фиксирующий элемент и центральный электрод выполнены в виде единой детали, а в нижней части на внутренней поверхности диэлектрической детали выполнены кольцевые уплотнения.
Выполнение элементов конструкции в виде единых деталей значительно повышает надежность и качество.
Кольцевые уплотнения позволяют получить высокую герметичность и высоковольтную прочность соединения усилитель искры - свеча зажигания при незначительном механическом усилии монтажа.
Полезная модель характеризуется также тем, что единая диэлектрическая деталь выполнена из эластичного материала, в качестве которого используют силикон.
Выполнение единой диэлектрической детали устройства из силикона дает ряд преимуществ:
- силикон имеет широкий температурный диапазон от минус 90°С до плюс 350°С;
- силикон устойчив к воздействию влаги, масла, бензина, паров серной кислоты, солей, т.е. всех химических компонентов, действующих в реальных условиях в подкапотном пространстве автомобиля и других транспортных средств;
- силикон механически прочный и эластичный материал;
силикон имеет относительно низкий удельный вес и высокую долговечность.
Все это делает силикон наиболее предпочтительным материалом для усилителя искры по всему комплексу требований.
Выполнение верхнего участка корпуса конденсатора в форме шестигранника значительно упрощает монтаж и демонтаж устройства, так как не требует специального инструмента. Например, можно воспользоваться инструментом для монтажа свечи зажигания
Предлагаемая полезная модель поясняется нижеследующим описание
конструкции и чертежом, где показан продольный разрез предлагаемого усилителя искры свечи зажигания в сборе со свечой.
Усилитель искры для свечи зажигания содержит трубчатый изолятор 1 с установленным внутри него центральным электродом 2, и конденсатор, внешний электрод которого выполнен в виде цилиндрического корпуса 3, внутри которого расположен межэлектродный изолятор 4 с коаксиально установленными в нем внутренним электродом 5 и связанный с ним фиксирующий элемент 6, обеспечивающий электрический контакт центрального электрода со свечой зажигания 7, металлическую обечайку 8, предназначенную для контакта с корпусом свечи, и монтажный элемент 9.
Причем трубчатый изолятор 1 и межэлектродный изолятор 4 выполнены в виде единой детали из диэлектрического материала и нижней части ее на внутренней поверхности выполнены кольцевые уплотнения 10. В качестве диэлектрического материала используют эластичный материал, например, силикон.
На тонкостенном металлическом корпусе 3 конденсатора образованы дополнительные участки, верхний из которых имеет форму монтажного элемента 8, например, шестигранника и предназначен для монтажа корпуса, а нижний образует металлическую обечайку 8.
При этом внутренний электрод 5, связанный с ним фиксирующий элемент 6 и центральный электрод 2 выполнены в виде единой детали,
Свеча 7 содержит корпус 10 с резьбовой частью 11 и монтажным элементом в виде шестигранника 12 .
Устройство работает следующим образом.
В начале в двигатель монтируют с помощью монтажного инструмента свечу 7 зажигания с нулевым сопротивлением центрального электрода 2. Далее на свечу 7 устанавливают усилитель, благодаря ответным поверхностям на усилителе и свече.
Монтаж может быть осуществлен с помощью того же инструмента («свечного»). Монтаж прекращают, когда металлическая обечайка 8 будет
плотно контактировать с корпусом 10 свечи. При этом образуются три надежных соединения:
- электрическое (центральный электрод 2 - с резьбовой частью 11 свечи 7),
- электрическое (металлическая обечайка 8 - корпус свечи 10),
- диэлектрическое (свеча 7 - межэлектродный изолятор 4).
Далее на центральный электрод 2 соединяют с высоковольтным проводом (не показан), и устройство готово к работе.
При подаче высоковольтного напряжения распределенная емкость устройства начинает заряжаться через высокоомную цепь, искровой зазор (не показан) свечи 7 начинает ионизироваться.
При возникновении высоковольтного пробоя разрядный ток имеет форму затухающего радиоимпульса с длительностью не более 100 не и амплитудой п × 100А.
Температура искры значительно повышается, кроме того, доля энергии излучается в широком спектральном диапазоне. Все это существенно улучшает «поджигательные» свойства искры, что положительно влияет на все параметры двигателя. Кроме того, практически ликвидируется электроэрозия электродов свечи зажигания.