CZ302697B6 - Zapalovací svícka pro zapálení palivové smesi ve válci zážehového spalovacího motoru - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapalovací svícky pro zapálení palivové smesi ve válci zážehového spalovacího motoru, která obsahuje pevnou elektrodu (2), uloženou v pouzdru (1) na jednom konci svícky, pricemž pevná elektroda (2) je ve výchozí poloze ve styku s jedním koncem odpružené pohyblivé elektrody (3), jejímuž druhému konci je prirazen elektromagnet spráhnutelný se zdrojem elektrické energie, pricemž elektrody (2, 3) jsou spraženy se zdrojem elektrické energie. Mezi pouzdrem (1) a elektromagnetem na horním konci svícky je situován dutý žebrovaný chladic (7), jehož dutinou prochází pohyblivá elektroda (3).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zapalovací svíčky pro zapálení palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, která obsahuje pevnou elektrodu, uloženou v pouzdru na jednom konci svíčky, přičemž pevná elektroda je ve výchozí poloze ve styku sjedním koncem odpružené pohyblivé elektrody, jejímuž druhému konci je přiřazen elektromagnet spřáhnutelný se zdrojem elektrické energie, přičemž elektrody jsou spřaženy se zdrojem elektrické energie.

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 zvráštění 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 ε vyšším počtem bočních elektrod (2 až 4), které se doporučují zejména pro motory s katalyzátorem, a podobně.

U všech známých zapalovacích svíček v nejrůznějších modifikacích se mezi středovou a boční elektrodou vytváří vysokonapěťový elektrický výboj, který zapaluje palivovou směs 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 řezaná jiskriště. Každá jiskra vznikne v místě správě nejvyšší koncentrací palivové směsi, protože bohatší směs je vodivější a také snáze zapalitelná.

Společnou nevýhodou dosavadního stavu techniky je malá energie výboje a nemožnost či značné omezení řízení průběhu výboje, zejména velikost 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.

K odstranění nebo alespoň snížení nevýhod těchto provedení zapalovacích svíček bylo navrženo řešení podle CZ přihlášky vynálezu 2007-641, podle kterého 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. Elektromagnet je tvořen cívkou, jejíž jeden konec vinutí je napojen najeden kontakt zdroje elektrické energie a druhý konec vinutí cívky je napojen na pohyblivou elektrodu, přičemž pevná elektroda je umístěna na dolním konci pouzdra, ve kterém je souose vratně suvně uložena pohyblivá elektroda, která je elektricky izolována vůči pouzdru, přičemž o homí 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. Pouzdro je ve své homí části opatřeno stahovacím šroubem, který přes kroužek dosedá na izolační vložku dosedající na vnější část krytu, který dosedá na těsnící izolátor, který přes těsnící kroužek dosedá na výstupek na vnitřní části pouzdra. Vymezovacímu šroubu je přiřazena zajišťovací matice pro fixaci polohy vymezovacího šroubu. Na horním konci tělesa cívky je uložen konektor pro spojení svíčky se zdrojem elektrické energie, kterým je řízený zdroj s možností řízení okamžiku spínání přívodu elektrického proudu do svíčky a velikost elektrického proudu. Pohyblivá

- 1 CZ 302697 B6 elektroda je vytvořena z materiálu zesilujícího magnetické pole, např. je vytvořena alespoň částečně z feromagnetického materiálu.

Přestože tato zapalovací svíčka výborně plní svou funkci, projevuje se u ní náchylnost 5 k přehřívání, což je značně nevýhodné zejména z hlediska dlouhodobé funkčnosti a spolehlivosti a také z hlediska nebezpečí samozápalu směsi ve válci.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.

io

Podstata vynálezu

Vynález se týká zapalovací svíčky pro zapálení palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, jejíž podstata spočívá vtom že mezi pouzdrem a elektromagnetem na horním konci svíčky je situován dutý žebrový chladič, jehož dutinou prochází pohyblivá elektroda.

Díky přítomnosti žebrového chladiče mezi pouzdrem a cívkou se významně zlepší chlazení svíčky, která pak poskytuje spolehlivý a trvalý výkon i při dlouhodobém nasazení.

zo Výhodná provedení vynálezu jsou uvedena v závislých patentových nárocích a v popisu příkladných provedení.

Objasnění výkresů

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, který ukazuje řez příkladným provedením zapalovací svíčky podle vynálezu.

o Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález bude popsán na příkladu provedení zapalovací svíčky pro zapálení palivové směsi ve válci spalovacího motoru a způsob 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 neznázoměné hlavy válce spalovacího motoru, přičemž ve spodní části pouzdra 1, která po montáži do io motoru zasahuje do vnitřního prostoru válce motoru, je v podélné ose pouzdra i umístěna pevná elektroda 2 z elektricky vodivého materiálu. Nad pevnou elektrodou 2 je souose s ní vratně prestavitelně v přímočarém směru uložena pohyblivá elektroda 3. Pohyblivá elektroda 3 je zhotovena celá nebo alespoň z části z feromagnetického materiálu, případně je na pohyblivé elektrodě 3 připevněn alespoň jeden permanentní magnet.

Pohyblivá elektroda 3 je od pouzdra 1 odizolována těsnícím izolátorem 4, který přes první těsnicí kroužek 10 dosedá na první výstupek 11 vytvořený na vnitrní části pouzdra k

V horní části pouzdra 1 je našroubován dutý žebrovaný chladič 7, který svou spodní čelní plo50 chou přes druhý těsnicí kroužek 8 dosedá na horní čelní plochu pouzdra k V dutině žebrovaného chladiče 7 je elektricky izolovaně pomocí izolační trubky 21 uloženo distanční těleso 19, které svým spodním koncem dosedá na horní konec těsnícího izolátoru 4, přičemž distanční těleso 19 je opatřeno středovým průchozím otvorem, kterým s vůlí prochází pohyblivá elektroda 3.

_ 2 _

Ve své horní části je žebrovaný chladič ]_ na své vnitřní stěně opatřen druhým výstupkem 70, o který se opírá jeden konec první tlačné pružiny 20, jejíž druhý konec se opírá o třetí výstupek 90 na spodním konci izolační vložky 9, která svým spodním koncem dosedá na čtvrtý výstupek 60 na spodním konci krytu 6 svíčky, který dále dosedá na homí konec distančního tělesa J9,

Na krytu 6 svíčky je z vnější strany nasazeno těleso 14 cívky 15, kteráje na tělese 14 navinuta. Těleso J4 cívky J_5 dosedá svým spodním koncem na homí konec izolační vložky 9 a na svém horním konci je opatřena konektorem 17, se kterým je elektricky vodivě spojen jeden konec cívky 15.

Konektor 17 je určen pro napojení svíčky na neznázoměný řízený zdroj elektrického proudu, který je opatřen regulací velikosti a okamžiku spínání přívodu elektrického proudu do svíčky.

Nad pohyblivou elektrodou 3 je umístěna druhá tlačná pružina 5 z elektricky vodivého materiálu. Druhá tlačná pružina 5 přitlač uje pohyblivou elektrodu 3 k pevné elektrodě 2. Nad druhou tlačnou pružinou 5 uvnitř krytu 6 svíčky je v dráze pohyblivé elektrody 3 situován vymezovací šroub 12, který je zašroubován v závitu na horním konci krytu 6 svíčky, a který je opatřen zajišťovací maticí 13 pro fixaci polohy vymezovacího šroubu 12- Na vymezovacím šroubu 12 je nad zajišťovací maticí 13 našroubována matice 16. se kterou ie elektrirkv vodivě snoien drnhv konec

- ' J ....... J Γ ’ J ’ vinutí cívky 15.

Tvary a počet těsnicích izolátorů 4 a izolačních vložek 9, tvary a velikosti obou 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 zapalování prodlouženým o časový interval začátku pohybu pohyblivé elektrody 3 se do vinutí cívky 12 a pohyblivé elektrody 3 přitlačené druhou tlačnou pružinou 5 k pevné elektrodě 2 přivede elektrický proud. Elektrický proud protékající cívkou J_5 vytvoří magnetické pole, které začne vtahovat pohyblivou elektrodu 3 do dutiny v tělese Í4 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 vymezovacího šroubu 12- Doba trvání výboje se řídí dobou průtoku elektrického proudu elektrickým obvodem svíčky. Po přerušení přívodu elektrického proudu do svíčky zanikne magnetické pole vytvořené cívkou J_5 a druhá tlačná 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.

Díky přítomnosti žebrovaného chladiče 7 má povrch svíčky významně větší rozlohu, čímž se významně zlepší chlazení svíčky, která pak poskytuje spolehlivý a trvalý výkon i při dlouhodobém nasazení.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5 1. Zapalovací svíčka pro zapálení palivové směsi ve válci zážehového spalovacího motoru, která obsahuje pevnou elektrodu, uloženou v pouzdru na jednom konci svíčky, přičemž pevná elektroda je ve výchozí poloze ve styku s jedním koncem odpružené pohyblivé elektrody, jej ímuž druhému konci je přiřazen elektromagnet spřáhnutelný se zdrojem elektrické energie, přičemž elektrody jsou spřaženy se zdrojem elektrické energie, vyznačující se tím, že mezi ío pouzdrem (1) a elektromagnetem na horním konci svíčky je situován dutý žebrovaný chladič (7), jehož dutinou prochází pohyblivá elektroda (3).
2. 2. Zapalovací svíčka podle nároku 1, vyznačující se tím, že žebrovaný chladič (7) je svou spodní částí našroubován v horní části pouzdra (1), přičemž ve své horní části je na své

   15 vnitřní stěně opatřen druhým výstupkem (70), o který se opírá jeden konec první tlačné pružiny (20), jejíž druhý konec se opírá o třetí výstupek (90) na spodním konci izolační vložky (9), která svým spodním koncem dosedá na čtvrtý výstupek (60) na spodním konci krytu (6) svíčky.
3. 3. Zapalovací svíčka podle nároku 1, v y z n a Č u j í c í se tím, že spodní konec krytu (6)

   20 svíčky dosedá na horní konec distančního tělesa (19), které svým spodním koncem dosedá na horní konec těsnicího izolátoru (4), přičemž mezi vnějším obvodem distančního tělesa (19) a vnitřní stěnou žebrovaného chladiče (7) je situována izolační trubka (21).