CZ2007641A3 - Zpusob zapalování palivové smesi ve válci zážehového spalovacího motoru a zapalovací svícka k jeho provádení - Google Patents

Abstract

Zpusob zapalování palivové smesi ve válci zážehového spalovacího motoru, pri kterém se palivová smes zapálí elektrickým výbojem, kterým je nízkonapetový obloukový výboj. Zapalovací svícka pro zapálení palivové smesi ve válci zážehového spalovacího motoru obsahuje prívod elektrické energie spražený s elektrodovým systémem, dále obsahuje pevnou elektrodu (2), která je ve výchozí poloze ve styku s pohyblivou elektrodou (3), které je prirazen elektromagnet spráhnutelný se zdrojem elektrické energie, pricemž elektrody (2, 3) jsou spraženy se zdrojem elektrické energie.

Description

Způsob zapalování palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru a zapalovací svíčka k jeho prováděni

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zapalováni palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, při kterém se palivová směs zapálí elektrickým výbojem.

Vynález se také týká zapalovací svíčky pro zapálení palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, která obsahuje přívod elektrické energie spřažený s elektrodovým systémem.

Dosavadní stav techniky

Známé zapalovací svíčky se skládají ze střední elektrody, keramického izolátoru, kovového pouzdra s boční elektrodou a z koncovky pro připojení vysokonapěťového kabelu. Existují i zvláštní konstrukce zapalovacích svíček pro motory, kde je vyžadována vysoká spolehlivost bez časté údržby, jako jsou např. svíčky s platinovými elektrodami, které se málo opalují, dále svíčky s částečným povrchovým výbojem, svíčky s vyšším počtem bočních elektrod (2 4), které se doporučuji zejména pro motory s katalyzátorem, a podobně.

U všech známých zapalovacích svíček v nejrůznějších modifikacích se mezi středovou a boční elektrodou vytváří vysoko napěťový elektrický výboj, který zapaluje směs benzínu se vzduchem ve spalovacím motoru. Na dobrém chodu zapalovacích svíček je závislé spouštění motoru, volnoběžný chod motoru, akcelerace a rovněž maximální rychlost.

Známé jsou také svíčky vícejiskrové s klouzavým povrchovým výbojem. U těchto svíček je špička izolátoru výrazně vysunuta do prostoru spalovacího motoru.

Elektrický výboj může nastat v kterémkoli místě na obvodu špičky izolátoru. Svíčka má tři sériově řazená jiskřiště. Každá jiskra vznikne v místě s právě nejvyšší koncentraci palivové směsi, protože bohatší směs je vodivější a také snáze zapalitelná.

• ..· *JíS3535CZ

Společnou nevýhodou dosavadního stavu techniky je malá energie výboje a nemožnost či značné omezení řízení průběhu výboje, zejména velikosti jeho energie a doby trvání. Další nevýhodou je nutnost transformace malého napětí na vysokonapěťový impuls vytvářející elektrický výboj. Nevýhodou je také nutnost použití dražších izolačních materiálů kolem vodičů přenášejících vysokonapěťový impuls a nutnost odrušení celého zapalovacího systému.

Cílem vynálezu je vyvinout výkonnější zapalovací svíčku, jejíž výkon by byl snáze regulovatelný.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu zapalování palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, jehož podstata spočívá v tom, že palivová směs se zapálí nízkonapěťovým obloukovým výbojem.

Výhodou tohoto způsobu je především fakt, že pro vytvořeni nízkonapěťového obloukového výboje není nutné vysoké napětí. Vynález také nevyžaduje použití drahých elektricky izolačních materiálů a odrušovacich prvků zapalovací soustavy.

Podle výhodného provedeni se palivová směs zapálí řízeným nízkonapěťovým obloukovým výbojem, Čímž je možné řídit energetickou silu výboje a tím dosáhnout podstatně větší energie zapalovacího výboje, a to pouhou změnou velikosti elektrického proudu a/nebo řízením doby trvání výboje.

Palivová směs se dále s výhodou zapálí řízenou sekvencí nízkonapěťových obloukových výbojů.

Vynález se také týká zapalovací svíčky pro zapálení palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, jejíž podstata spočívá v tom, že zapalovací svíčka obsahuje pevnou elektrodu, která je ve výchozí poloze ve styku s pohyblivou elektrodou, které je přiřazen elektromagnet spřáhnutelný se zdrojem elektrické energie, přičemž elektrody jsou spřaženy se zdrojem elektrické energie.

• · *«· φ v v v ‘JíS3635CZ

Podle výhodného provedeni je elektromagnet tvořen cívkou, jejíž jeden konec vinutí je napojen na jeden kontakt zdroje elektrické energie a druhý konec vinutí cívky je napojen na pohyblivou elektrodu, přičemž pevná elektroda je napojena na druhý kontakt zdroje elektrické energie.

Pevná elektroda je s výhodou umístěna na dolním konci pouzdra, ve kterém je souose vratně suvně uložena pohyblivá elektroda, která je elektricky izolována vůči pouzdru, přičemž o horní konec pohyblivé elektrody se opírá jedním koncem tlačná pružina, která se svým druhým koncem opírá o konec vymezovacího šroubu zašroubovaného v krytu, na kterém je uloženo těleso cívky. Vymezovacím šroubem lze snadno regulovat velikost mezery mezi pevným kontaktem a pohyblivým kontaktem a tím i velikost výboje.

Podle výhodného provedeni je pouzdro ve své horní části opatřeno stahovacím šroubem, který přes kroužek dosedá na izolační vložku dosedající na vnější část krytu, který dosedá na těsnící izolátor, který přes těsnicí kroužek dosedá na výstupek na vnitřní části pouzdra. Stahovací šroub slouží pro správné nastavení utěsnění zařízení.

Vymezovacímu šroubu je dále s výhodou přiřazena zajišťovací matice pro fixaci polohy vymezovacího šroubu.

Na horním konci tělesa cívky je uložen konektor pro spojení svíčky se zdrojem elektrické energie.

Podle dalšího výhodného provedení je zdrojem elektrické energie řízený zdroj s možností řízení okamžiku spínání přívodu elektrického proudu do svíčky a velikosti elektrického proudu.

Pohyblivá elektroda je vytvořena z materiálu zesilujícího magnetické pole, což je nutné pro správnou funkci celého zařízeni.

Podle výhodného provedení je pohyblivá elektroda vytvořena alespoň částečně z feromagnetického materiálu.

• 4 »« ·

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 řez příkladným provedení zapalovací svíčky podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude popsán na příkladu provedení zapalovací svíčky pro zapálení palivové směsi ve válci spalovacího motoru a způsobu její činnosti. Vynález není omezen pouze na zde výslovně uvedená či zobrazená provedení zapalovací svíčky, neboť konstrukční modifikace zapalovací svíčky k činnosti podle tohoto vynálezu leží v rámci pouhé odborné dovednosti bez vynaložení vynálezecké činnosti.

Zapalovací svíčka sestává z pouzdra 1 opatřeného vnějším závitem pro upevnění do neznázorněné hlavy válce spalovacího motoru, přičemž ve spodní části pouzdra 1, která po montáži do motoru zasahuje do vnitřního prostoru válce motoru, je v podélné ose pouzdra 1 umístěna pevná elektroda 2 z elektricky vodivého materiálu. Nad pevnou elektrodou 2 je souose s ni vratně přestavitelně v přímočarém směru uložena pohyblivá elektroda 3 odizolovaná od pouzdra 1 těsnícím izolátorem 4.

Pohyblivá elektroda 3 je zhotovena celá nebo alespoň z části z feromagnetického materiálu, případně je na pohyblivé elektrodě 3 připevněn alespoň jeden permanentní magnet.

Nad pohyblivou elektrodou 3 je umístěna tlačná pružina 5 z elektricky vodivého materiálu. Tlačná pružina 5 přitlačuje pohyblivou elektrodu 3 k pevné elektrodě 2. Dráha vratného přímočarého pohybu pohyblivé elektrody 3 a pružiny 5 je vymezena krytem 6 svíčky zasahujícím svou spodní částí do horní části pouzdra 1. nad těsnící izolátor 4. Do horní části pouzdra 1. je našroubován stahovací šroub 7, který přes kroužek 8 dosedá na izolační vložku 9 dosedající na vnější část krytu 6 svíčky. Kryt 6 svíčky dále dosedá na těsnicí izolátor 4, který přes těsnicí kroužek 10 dosedá na výstupek 11 vytvořený na vnitřní části pouzdra L Nad pružinou 5 uvnitř krytu 6 svíčky je v dráze pohyblivé elektrody 3 situován vymezovací šroub 12 opatřený zajišťovací maticí 13 pro fixaci polohy * 4 • 4 4 «4 ' ^:J?Š3535CZ vymezovaciho šroubu 12. Na kryt 6 svíčky je z vnější strany nasazeno těleso 14 cívky 15, která je na tělese 14 navinuta. Jeden konec vinuti cívky 15 je vodivě spojen s maticí 16 našroubovanou na vymezovacím šroubu 12 nad zajišťovací matici 13 a druhý konec vinutí cívky 15 je elektricky spojen s konektorem 17 uloženým na tělese 14 cívky 15 na horním konci svíčky. Konektor 17 je určen pro napojení svíčky na neznázorněný řízený zdroj elektrického proudu, který je opatřen regulací velikosti a okamžiku spínání přívodu elektrického proudu do svíčky.

Tvary a počet těsnících izolátorů 4 a izolačních vložek 9, tvary a velikosti těsnicích kroužků 8,10 a tvary a velikosti elektrod 2, 3 atd. mohou být různé v souladu s konkrétním provedením a rozměry svíčky. Na jednotlivé prvky svíčky jsou použity vhodné materiály podle jejich mechanického, elektrického,a tepelného a chemického zatížení atd.

Zapalovací svíčka podle vynálezu pracuje tak, že v časovém předstihu, který je dán předstihem zapalováni prodlouženým o časový interval začátku pohybu pohyblivé elektrody 3 se do vinutí cívky 15 a pohyblivé elektrody 3 přitlačené pružinou 5 k pevné elektrodě 2 přivede elektrický proud. Elektrický proud protékající cívkou 15 vytvoří magnetické pole, které začne vtahovat pohyblivou elektrodu 3 do dutiny v tělese 14 cívky 15, díky čemuž se pohyblivá elektroda 3 začne oddalovat od pevné elektrody 2 a ve vzniklé mezeře mezi elektrodami 2, 3 se vytvoří elektrický obloukový výboj. Konečná velikost mezery mezi elektrodami 2, 3 je nastavitelná pomocí vymezovaciho šroubu 12. Doba trváni výboje se řídi dobou průtoku elektrického proudu elektrickým obvodem svíčky. Po přerušeni přívodu elektrického proudu do svíčky zanikne magnetické pole vytvořené cívkou 15 a pružina 5 přitlačí pohyblivou elektrodu 3 zpět na pevnou elektrodu 2, čímž se zapalovací svíčka připraví k dalšímu pracovnímu cyklu. Díky řízenému zdroji elektrické energie se palivová směs ve válci zážehového spalovacího motoru tímto způsobem může zapálit vždy stejným nízkonapěťovým elektrickým obloukem, nebo pro každý pracovní cyklus samostatně řízeným nízkonapěťovým elektrickým obloukem nebo se může zapálit řízenou sekvencí nízkonapěťových elektrických oblouků atd.

β · · · · · · * «·«»·· · · ·„· ./ *£S3535CZ

Seznam vztahových značek pouzdro pevná elektroda

3 pohyblivá elektroda těsnící izolátor pružina kryt svíčky stahovací šroub

8 kroužek izolační vložka těsnící kroužek výstupek vymezovací šroub

13 zajišťovaci matice těleso cívky cívka matice cívky konektor

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zapalování palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, při kterém se palivová směs zapálí elektrickým výbojem, vyznačující se tím, že palivová směs se zapálí nízkonapěťovým obloukovým výbojem.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že palivová směs se zapálí řízeným nízkonapěťovým obloukovým výbojem.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že palivová směs se zapálí řízenou sekvencí nízkonapěťových obloukových výbojů.
4. 4. Zapalovací svíčka pro zapáleni palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, která obsahuje elektrodový systém, vyznačující se tím, že zapalovací svíčka obsahuje pevnou elektrodu (2), která je ve výchozí poloze ve styku s pohyblivou elektrodou (3), které je přiřazen elektromagnet spřáhnutelný se zdrojem elektrické energie, přičemž elektrody (2, 3) jsou spřaženy se zdrojem elektrické energie.
5. 5. Zapalovací svíčka podle nároku 4, vyznačující se tím, že elektromagnet je tvořen cívkou (15), jejíž jeden konec vinuti je napojen na jeden kontakt zdroje elektrické energie a druhý konec vinuti cívky (15) je napojen na pohyblivou elektrodu (3), přičemž pevná elektroda (2) je napojena na druhý kontakt zdroje elektrické energie.
6. 6. Zapalovací svíčka podle nároku 5, vyznačující se tím, že pevná elektroda (2) je umístěna na dolním konci pouzdra (1), ve kterém je souose vratně suvně uložena pohyblivá elektroda (3), která je elektricky izolována vůči pouzdru (1), přičemž o horní konec pohyblivé elektrody (3) se opírá jedním koncem tlačná pružina (5), která se svým druhým koncem opírá o konec ·: ’· · ^;.

   : : *ps3535Uř

   ........

   vymezovacího šroubu (12) zašroubovaného v krytu (6), na kterém je uloženo těleso (14) cívky (15).
7. 7. Zapalovací svíčka podle nároku 6, vyznačující se tím, že pouzdro (1) je ve své horní části opatřeno stahovacím šroubem (7), který přes kroužek (8) dosedá na izolační vložku (9) dosedající na vnější část krytu (6), který dosedá na těsnící izolátor (4), který přes těsnící kroužek (10) dosedá na výstupek (11) na vnitřní části pouzdra (1).
8. 8. Zapalovací svíčka podle kteréhokoli z nároků 6 nebo 7, vyznačující se tím, že vymezovacímu šroubu (12) je přiřazena zajišťovaci matice (13) pro fixaci polohy vymezovacího šroubu (12).
9. 9. Zapalovací svíčka podle kteréhokoli z nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že na horním konci tělesa (14) cívky (15) je uložen konektor (17) pro spojení svíčky se zdrojem elektrické energie.
10. 10. Zapalovací svíčka podle kteréhokoli z nároků 4 až 9, vyznačující se tím, že zdrojem elektrické energie je řízený zdroj s možností řízení okamžiku spínání přívodu elektrického proudu do svíčky a velikosti elektrického proudu.
11. 11. Zapalovací svíčka podle kteréhokoli z nároků 4 až 10, vyznačující se tím, že pohyblivá elektroda (3) je vytvořena z materiálu zesilujícího magnetické pole.
12. 12. Zapalovací svíčka podle nároku 11, vyznačující se tím, že pohyblivá elektroda (3) je vytvořena alespoň částečně z feromagnetického materiálu.