NL1021606C1 - Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture - Google Patents

Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture Download PDF

Info

Publication number
NL1021606C1
NL1021606C1 NL1021606A NL1021606A NL1021606C1 NL 1021606 C1 NL1021606 C1 NL 1021606C1 NL 1021606 A NL1021606 A NL 1021606A NL 1021606 A NL1021606 A NL 1021606A NL 1021606 C1 NL1021606 C1 NL 1021606C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
smsi
spark plug
ignition
spark
electrodes
Prior art date
Application number
NL1021606A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Wilbert Cornelis Draaijer
Original Assignee
Wilbert Cornelis Draaijer
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilbert Cornelis Draaijer filed Critical Wilbert Cornelis Draaijer
Priority to NL1021606A priority Critical patent/NL1021606C1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1021606C1 publication Critical patent/NL1021606C1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/08Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/0807Closing the discharge circuit of the storage capacitor with electronic switching means
    • F02P3/0838Closing the discharge circuit of the storage capacitor with electronic switching means with semiconductor devices

Abstract

The spark plug is a synchronised multiple spark igniter as opposed to a standard single spark igniter and generates sparks at different depths in the fuel/air mixture.

Description

De SMSI of Gesynchroniseerde méérvonksgasmengsel ontsteker.The SMSI or Synchronized multiple spark igniter.

Historie / Inleiding SMSI staat voluit geschreven voor Synchronised Multiple Spark Igniter en is bedoeld als opvolger van het reeds 100 jaar bestaand oude principe van éénvonks-5 bougie zoals deze algemeen bekend staat. Alleen een gezamenlijke assembly van functies geeft bestaansrecht aan de SMSI ontsteekinrichting. Het éénvonksbougie-principe om gasmengsels in cilinders van zuigermotoren te ontsteken is vanaf zijn inventie tot op heden met succes en in praktisch alle gasmotorontwerpen gebruikt. Met vernuft en kennis van zaken is de éénvonksbougie tot op zijn huidige, hoge 10 stand van ontwikkeling gebracht. De éénvonksbougie biedt vanuit Zijn functie de mogelijkheid om gasmengsels d.m.v. een elektrische vonk te ontsteken. Het is een typische elektrische “impact” bougie. Bougies worden elektrisch gedreven door mechanische - of door elektrische ontsteekinrichtingen. Deze geven een korte elektrische puls af aan een transformerende spoel welke op zijn beurt de laagspannings-15 puls (primair) in een hoogspanningspuls (secundair) omzet. Deze hoogspannings-puls laat één vonk per motorcyclus voor ontbrandingsinleiding overspringen tussen twee bougie-elektroden. Het ontbrandende mengsel expandeert vervolgens en oefent met krachtprbeid uit op een cilinderzuiger welke een krukas beweegt voor externe arbeid. In tekening 1 is een spanning/tijd diagram getoond en de plaats bij een bou-20 gie waar vonkoverslag plaats vindt. Schematisch zijn werkingsschema’s van een spoel- en condensator ontsteking weergegeven. Er was geen overwegend ontste-kingsprobleem te melden zolang stochiometrische of lambda 1 mengsels ingezet werden. (Mengsels met zoveel lucht waarbij volledige gasverbranding plaatsvindt.) Hoge Nox, Co en Co2 waarden zijn lange tijd geaccepteerd in gasmotor uitlaatgas-25 sen. Toen de eisen sterker werden om tot een schoner milieu te komen had dit ook betrekking op gasmotor uitlaatgassen. Parallel moest ook het gas/brandstofverbruik verminderen uit economisch oogpunt. Dit alles heeft tot gasmotoren op “mager mengsel” geleid. Meer lucht in gasmengsels betekent echter dat hogere ontsteek-spanningen gevraagd zijn. Lucht werkt isolerend en voor vonkvorming is dus een 30 hogere ontsteekpanning nodig. Bougies en totale ontstekingssystemen worden tegenwoordig elektrisch zwaarder belast wat een toename aan storingen blijkt te veroorzaken. Ontsteking d.m.v. éénvonksbougies en gasmengselregelingen zijn gecompliceerder en storingsgevoeliger geworden. Vaak worden problemen met bougies en/of ontsteekinrichtingen verkeerd geïnterpreteerd en vindt onnodig uitwisseling 35 van onderdelen plaats. Constructief is van alles geprobeerd om gasmengsels in motoren met hun ontstekingssysteem blijvend, naar behoren te laten functioneren in “mager bedrijf”. Goede ontstekingsomstandigheden in gasmengsels zijn immers van levensbelang in gasmotoren. Dit heeft geleid tot intensieve ontwikkelingen op het gebied van éénvonksbougies en ontstekingssystemen. Ondanks deze inzet bleef gebruik van ontstekingssystemen echter storingsgevoelig en vol onvolkomenheden.History / Introduction SMSI is written in full for Synchronized Multiple Spark Igniter and is intended as a successor to the already 100-year-old principle of single-spark plug 5 as it is commonly known. Only a joint assembly of functions gives existence to the SMSI ignition device. The single spark plug principle to ignite gas mixtures in cylinders of piston engines has been used successfully from now on and in virtually all gas engine designs. With ingenuity and know-how, the single spark plug has been brought to its current high state of development. From its function, the one-way spark plug offers the possibility of mixing gas mixtures by means of igniting an electric spark. It is a typical electrical "impact" spark plug. Spark plugs are electrically driven by mechanical or electrical ignition devices. These give a short electrical pulse to a transforming coil which in turn converts the low-voltage pulse (primary) into a high-voltage pulse (secondary). This high voltage pulse causes one spark per ignition cycle to jump between two spark plug electrodes. The igniting mixture then expands and exerts force force work on a cylinder piston which moves a crankshaft for external work. Drawing 1 shows a voltage / time diagram and the location at a spark plug where spark transfer takes place. Schematic diagrams show the operating diagrams of a coil and capacitor ignition. No predominantly inflammatory problem could be reported as long as stoichiometric or lambda 1 mixtures were used. (Mixtures with so much air where complete gas combustion takes place.) High Nox, Co and Co2 values have long been accepted in gas engine exhaust gas-25 sen. When the demands became stronger to achieve a cleaner environment, this also related to gas engine exhaust gases. In parallel, gas / fuel consumption also had to be reduced from an economic point of view. All this has led to gas engines on "lean mixture". However, more air in gas mixtures means that higher ignition voltages are required. Air has an insulating effect and spark formation therefore requires a higher ignition voltage. Spark plugs and total ignition systems are nowadays more heavily charged electrically, which appears to cause an increase in malfunctions. Ignition by single spark plugs and gas mixture controls have become more complicated and more susceptible to interference. Problems with spark plugs and / or ignition devices are often misinterpreted and unnecessary parts are exchanged. Everything has been tried constructively to ensure that gas mixtures in engines with their ignition system continue to function properly in 'lean operation'. After all, good ignition conditions in gas mixtures are of vital importance in gas engines. This has led to intensive developments in the field of single spark plugs and ignition systems. Despite this commitment, the use of ignition systems remained sensitive to malfunctions and full of imperfections.

5 Daarom werd naar alternatieven gezocht om tot een goede- schone- en betrouwbare mengselontsteking te komen. Genoemd mogen hier worden: 1) (Dure, vaak nog niet storingsvrije) systemen voor gasdrukinspuiting (400bar) om het dieselprincipe in gasmotoren na te bootsen, 2) Inzet van zelfvullende- en/of met “rijk mengsel” geïnjecteerde voorkamers, voor vlam front vergroting, 3) montage van meerdere één-10 vonksbougies in gasmotorcilinders, 4) gebruik van dual-fiiel ontsteking, 5) Inzet van ingewikkelde en duurdere elektronische ontstekingen met toegevoegde functies zoals: — energie regeling voor bougies - ontstekingspunt regelingen met begrenzingen - detonatie beveiliging - 4-2OmA ontstekingspunt regeling - ontstekingspunt vs toerental regeling etc. etc. Ook zijn spoelen ontwikkeld om hogere secundaire span-15 ningen te kunnen genereren of om elektrisch tot andere ontstekingskarakteristieken te komen. Ook werden spoelen ontwikkeld met signaal uitgang om het spannings-verloop na bougieverslechtering visueel te maken op een scherm om vervolgens te kunnen ingrijpen. Dit alles is gedaan om ondanks technische en functionele begrenzing van éénvonksbougies, ontstane wetseisen betreffende uitstoot na te komen 20 en/of vóór te zijn. Verhoogde ontsteekspanning garandeert echter geen betere ontsteking.5 For this reason, alternatives were sought to achieve good, clean and reliable mixture ignition. Mention may be made here of: 1) (Expensive, often not yet trouble-free) systems for gas pressure injection (400 bar) to simulate the diesel principle in gas engines, 2) Use of self-filling and / or “rich mixture” injected front chambers, for flame front magnification, 3) installation of multiple one-10 spark plugs in gas engine cylinders, 4) use of dual-fiil ignition, 5) Deployment of complex and more expensive electronic ignitions with added functions such as: - energy control for spark plugs - ignition point controls with limitations - detonation protection - 4-2OmA ignition point control - ignition point vs speed control etc. etc. Coils have also been developed to be able to generate higher secondary voltages or to arrive at other ignition characteristics electrically. Coils were also developed with a signal output to visualize the voltage development after spark plug deterioration on a screen and then to be able to intervene. All this has been done in order to comply with the legal requirements regarding emissions 20 and / or to be ahead despite technical and functional limitation of spark plugs. However, increased ignition voltage does not guarantee better ignition.

Als 2e generatie van mengselontsteking is de SMSI gedachte ontwikkeld om tot verbetering van het éénvonksprincipe te komen. Bij de SMSI ontstaan meerdere synchrone vonken tegelijk maar OP DIVERSE DIEPTE in een te ontbranden mengsel. 25 De vonken ontstaan in cascadevorm. Om dit te bereiken is een afwijkende bouw nodig van de SMSI t.o.v. de algemeen bekende samenbouw van éénvonksbougies. Door het SMSI principe wordt een schoner en véél sneller ontbrandingspatroon verkregen van gasmengsels. Deze specifieke snelle en volledige mengselverbranding met de SMSI biedt een veelvoud aan voordelen boven het éénvonksbougie patroon. 30 Te noemen zijn o.a.: 1) Winst in mechanisch motorvermogen, 2) minder brandstofverbruik, 3) kleinere motorafmetingen bij gelijk vermogen, 4) stillere motor, 5) detonatie eliminatie tenminste bij motoren met één toerental, 6) schonere motoruit-stoot betekent een lagere belasting van het milieu (dit komt o.a. tot uiting bij file rijden!) 7) een rustiger motorronddraaien door vollediger verbranding,gelijkmatige 35 cilinderbelasting, 8) SMSI is een “koude” ontsteker welke “koude” en “warme” éénvonksbougies kan vervangen. Hierdoor kan een leveringsassortiment kleiner rail ίΐ'5 t 3 worden, 9) na afstelling of verloop van SMSI elektroden afstellingen zijn minder kritische samenstellingafwijkingen van uitstootwaarden te verwachten.As a 2nd generation of mixture ignition, the SMSI concept has been developed to improve the one-off principle. With the SMSI, multiple synchronous sparks are created simultaneously but ON VARIOUS DEPTH in a mixture to be ignited. 25 The sparks arise in cascade form. To achieve this, a different construction of the SMSI compared to the generally known assembly of one-way spark plugs is required. The SMSI principle results in a cleaner and much faster ignition pattern of gas mixtures. This specific rapid and complete mixture combustion with the SMSI offers a multitude of advantages over the single spark plug pattern. 30 These include: 1) Mechanical engine power gain, 2) less fuel consumption, 3) smaller engine dimensions with equal power, 4) quieter engine, 5) detonation elimination at least with single-speed engines, 6) cleaner engine emissions means a lower environmental impact (this is reflected in traffic jams, among other things!) 7) a calmer engine rotation through more complete combustion, uniform cylinder load, 8) SMSI is a "cold" igniter which can replace "cold" and "warm" spark plugs. As a result, a delivery assortment can become smaller rail 15, 3) after adjustment or course of SMSI electrode adjustments, less critical composition deviations from emission values are to be expected.

Het méérvonksprincipe dat in de SMSI is gebruikt, is op zich niet nieuw en werd diverse keren eerder in weinig praktisch uitvoerbare patentschriften beschreven. Het S is de reden waarom (nog) geen enkele méérvonksuitvoering verkrijgbaar is in deze vorm. Naast andere zaken is nieuw in het SMSI principe dat SMSI vonken op verschillende diepte in een gasmengsel ontstaan. Hierdoor ontstaat een totaal ander efficiënter, sneller en schoner ontsteekpatroon van een te ontsteken mengsel.The multiple spark principle used in the SMSI is not new in itself and has been described several times before in patent practicals that are not practicable. The S is the reason why not a single multiple version is available in this form. Among other things, a new feature of the SMSI principle is that SMSI sparks arise at different depths in a gas mixture. This creates a completely different, more efficient, faster and cleaner ignition pattern of a mixture to be ignited.

Een uitstekende warmteafvoer is noodzakelijk om de in door de elektroden opgeno-10 men warmte via de SMSI constructie af te voeren.An excellent heat dissipation is necessary to dissipate the heat absorbed by the electrodes via the SMSI construction.

DE SMSI OPBOUW (zie tekening 2).THE SMSI CONSTRUCTION (see drawing 2).

De verbinding tussen de hoogspanningsingang (1) en de SMSI elektroden kan bij voorkeur bestaan uit een reeds beschikbaar keramisch element uit een bestaande 15 éénvonksbougie (AA). Het is echter niet absoluut noodzakelijk. Ook andere verbindingen zijn denkbaar maar een bestaand keramisch element verdiend als beschikbaar en beproefd bougieonderdeel de voorkeur. Het keramische element hoeft geen on-derdrukkihgsweerstand van 5K te bevatten. De SMSI functie vraag hier niet om. Vooral niet als een H.F. ontsteking aangekoppeld is. Het midden elektrodemateriaal 20 (1) hoeft niet speciaal te zijn van samenstelling, het vertoeft niet in de verbran- dingskamer hitte. De Tip 2 moet buiten het keramisch omhulsel steken en mogelijkheid bieden om een paar draadgangen toegevoegd te krijgen voor latere hoogspan-ningsverbinding naar onderliggende SMSI elektroden.The connection between the high voltage input (1) and the SMSI electrodes can preferably consist of an already available ceramic element from an existing spark plug (AA). However, it is not absolutely necessary. Other connections are also conceivable, but an existing ceramic element is the preferred available and tested spark plug part. The ceramic element does not have to contain 5K suppression resistance. The SMSI function does not request this. Especially not as an H.F. ignition is coupled. The middle electrode material 20 (1) does not have to be special in composition, it does not stay in the combustion chamber heat. The Tip 2 must protrude outside the ceramic casing and offer the possibility of having a few wire runs added for later high-voltage connection to underlying SMSI electrodes.

Het SMSI huis (BB) heeft een aangepaste vorm om alle benodigde SMSI onderdelen 25 en functies in te huisvesten. De schroefaansluiting (3) in een cilinderkop is gelijk aan de maat, draadsoort en lengte van een te vervangen éénvonksbougie voor standaardisatie doeleinden. Er zit ook een niet verliesbare dichtingsring (4) tussen SMSI en motorhuis gemonteerd. SMSI ontstekers moeten met een passende pijpsleutel gemonteerd worden, nodig voor centrerende inbouw doeleinden.The SMSI house (BB) has a modified form to accommodate all required SMSI parts and functions. The screw connection (3) in a cylinder head is equal to the size, thread type and length of a single spark plug to be replaced for standardization purposes. There is also a non-lossable sealing ring (4) mounted between SMSI and motor housing. SMSI igniters must be mounted with a suitable pipe wrench, required for centering installation purposes.

25 Het onderste SMSI deel bestaat voornamelijk uit twee voorgevormde keramische elementen E1+E2 met ingebouwde, speciale, SMSI elektroden.The lower SMSI part mainly consists of two pre-formed ceramic elements E1 + E2 with built-in, special, SMSI electrodes.

Deze elementen worden in het SMSI huis gemonteerd en daarna aangedrukt d.m.v. een holle schijf (Hl) waarin aangepaste uitsparingen voor de elektroden paren zijn gestanst, (alleen de eerste SMSI elektrode is getoond). De uitsparingen zijn zo wijd 30 bemeten dat contact tussen elektroden en massa niet mogelijk is.These elements are mounted in the SMSI housing and then pressed by means of. a hollow disk (H1) in which adapted recesses for the electrode pairs are punched (only the first SMSI electrode is shown). The recesses are dimensioned so wide that contact between electrodes and ground is not possible.

De constructie van het SMSI huis (BB) kent twee zittingen voor metalieke afdich- ut 0216 06 -Γ tingsringen. Zitting R1 bevestigd een bestaand bougie-element met behulp van de getekende felsnaad (Fl). Dit kan ook d.m.v. een passende wartel met schroefdraad welke het element op zitting en ring R1 aandrukt. Het verdient aanbeveling om een verbinding naar atmosferische druk te scheppen zowel via de zitting van het huis bij 5 R1 als via de felsverbinding of wartelverbinding bij Fl bij wijze van drukontlasting. Het bovenste element El heeft een hierna te beschrijven vormgeving. De SMSI dicht in tegenstelling tot éénvonksbougies een verbrandingskamer af met behulp van de actuele kamerdruk op ring R2! 10 Het onderste element E2 met getoonde hoogspanningsaansluiting en SMSI elektroden heeft een specifieke vorm zoals beschreven. Belangrijk is te weten dat El en E2 passend op elkaar aangedrukt worden door Hl. Bij assemblage worden El - E2 d.m.v. een stift met veerdruk en met voordruk tegen elkaar gedrukt op R2. (Zie schets 6). Eerst daarna wordt Hl d.m.v. een laserlas in huis (BB) vastgelast. In kou-15 de toestand is er dus een voorspanning op R2 en tijdens motorbedrijf drukt de ver-brandingskamerdruk via de constructie op R2. De identieke holle vorm van Hl aan de E2 onderzijde biedt de mogelijkheid om bij oplopen van de cilinderhitte en uitzetten van de holle vorm van Hl de afdichtingdruk aan R2 door te geven. Het holle plaatje Hl dient tevens als “Hitteschild”. Het pakket van keramische SMSI elemen-20 ten is omgeven door een metalen omhulsel dat de warmte uit de verbrandingsruimte snel kan afvoeren. Tussen assembly E1/E2 en huis (BB) is een kleine ruimte waarin een dun geribbeld metallieken plaatje mee gemonteerd kan zijn voor versnelde contact warmteafvoer tussen de keramische SMSI delen en het metalen SMSI huis in de cilinderkop. De tapse elektroden zijn taps gevormd en in element E2 gelaten ter be-25 veiliging tegen vallen in de cilinderkamerruimte.The structure of the SMSI house (BB) has two sessions for metallic seal rings 0216 06 sealing rings. Seat R1 fixes an existing spark plug element with the help of the drawn seam (F1). This can also be done by a suitable threaded swivel which presses the element onto the seat and ring R1. It is recommended to create a connection to atmospheric pressure both via the seat of the housing at R1 and via the flanged connection or swivel connection at F1 as a pressure relief. The upper element E1 has a shape to be described below. Unlike single spark plugs, the SMSI seals a combustion chamber using the current chamber pressure on ring R2! The lower element E2 with shown high-voltage connection and SMSI electrodes has a specific shape as described. It is important to know that E1 and E2 are suitably pressed together by Hl. During assembly, E1 - E2 are obtained by using. a pin with spring pressure and with pressure pressed against each other on R2. (See sketch 6). Only then is H1 d.m.v. welded a laser weld in the house (BB). Thus, in the cold state there is a bias voltage on R2 and during engine operation the combustion chamber pressure presses on R2 via the structure. The identical hollow shape of H1 on the E2 underside offers the possibility of passing on the sealing pressure to R2 upon rising of the cylinder heat and expansion of the hollow shape of H1. The hollow plate H1 also serves as a "Heat shield". The package of ceramic SMSI elements is surrounded by a metal shell that can quickly dissipate the heat from the combustion space. There is a small space between assembly E1 / E2 and housing (BB) in which a thin ribbed metal plate can be mounted for accelerated contact heat dissipation between the ceramic SMSI parts and the metal SMSI housing in the cylinder head. The tapered electrodes are tapered and left in element E2 to protect against falling into the cylinder chamber space.

HET BOVENSTE ELEMENT, El. (Schets 3)THE UPPER ELEMENT, El. (Sketch 3)

Als referentie is tekening 2 genomen. Het bovenste SMSI element heeft aan de binnen - bovenzijde een tapse pasvorm dat over de onderste keramische punt schuift 30 van een éénvonksbougie element voor hoogspanningsaansluiting. Aan de buitenzijde past dit deel in huis (BB). De zitting voor de metallieke dichtring van het SMSI element loopt parallel aan de zitting in huis (BB). In het midden is ruimte gelaten waardoor de hoogspanningsaansluiting met schroefaansluiting van het onderste element E2 steekt.Drawing 2 is taken as a reference. The upper SMSI element has a tapered fit on the inside - top side that slides over the lower ceramic tip of a single spark plug element for high voltage connection. On the outside, this part fits in the house (BB). The seat for the metallic sealing ring of the SMSI element runs parallel to the seat in the house (BB). Space has been left in the middle through which the high-voltage connection with screw connection protrudes from the lower element E2.

35 De onderzijde van element El is vlak of er kunnen ringen op het keramiek zijn aangebracht die een mes en vork verbinding maken met groeven van het onderste ele- p1 0216 06 5 ment E2 voor centrering en voor verbeterde elektrische isolatie doeleinden. Bevestiging van boven en onder element gebeurt d.m.v. keramisch cement.The underside of element E1 is flat or rings may be provided on the ceramic which connect a knife and fork to grooves of the lower element E2 for centering and for improved electrical insulation purposes. Confirmation from above and below element is done by means of ceramic cement.

HET ONDERSTE ELEMENT, E2. (Schets 4) 5 Ook hier is tekening 2 als referentie genomen. Aan de bovenzijde is het element vlak of er kunnen groeven in zijn aangebracht voor een mes en vork verbinding tussen de elementen E1/E2.THE LOWER ELEMENT, E2. (Sketch 4) 5 Here too, drawing 2 has been taken as a reference. At the top the element is flat or there may be grooves provided for a knife and fork connection between the elements E1 / E2.

De buitendiameter van E2 heeft een kleine ruimte tot huis (BB). Voor extra warmte afvoer kan hier in een dunne geribbelde metalen huls gemonteerd zijn. Aan de bin-10 nenzijde van het element is een uitsparing om de hoogspanningsverbinding met schroefdraad in vast te gieten met behulp van keramisch cement. De elektroden zijn cilindrisch gevormd met een tapse uitloop (zie schets 8). Het tapse deel is bedoeld om vallen van elektroden in de cilinderkamer te voorkomen. Alle elektroden constructies zijn verzonken in element E2 gebouwd en het geheel is met keramisch ce-15 ment opgevuld. De midden hoogspanningsaansluiting is concentrisch geplaatst en de eerste SM SI elektrode steekt excentrisch door een voorbestemd gat in het keramiek van E2. Dit is gedaan om optimale isolatie tussen elektroden te verkrijgen. Als een 18 mm SMSI ontsteker als voorbeeld is genomen dan kunnen hier 5 vonken tegelijk op verschillende diepte ontstaan. Elektroden zijn gegroepeerd als in schets 4 20 is aangegeven. Er zijn drie constructies bestaande uit twee elektroden met een verbinding uit metaalstrips. Zie ook schets 8. Dit is bedoeld als elektrische verbinding en als warmteafvoer van de elektroden naar het keramiek. De onderzijde van E2 heeft dezelfde holle vorm als het afdichtplaatje Hl in schets 5.The outer diameter of E2 has a small space to house (BB). For extra heat dissipation, a thin ribbed metal sleeve can be mounted here. There is a recess on the inner side of the element for casting the high-voltage threaded connection with ceramic cement. The electrodes are cylindrical with a tapered spout (see sketch 8). The tapered part is intended to prevent electrodes from falling into the cylinder chamber. All electrode structures are recessed in element E2 and the whole is filled with ceramic cement. The medium high voltage connection is placed concentrically and the first SM SI electrode protrudes eccentrically through a predetermined hole in the E2 ceramic. This is done to obtain optimum insulation between electrodes. If an 18 mm SMSI igniter is taken as an example, 5 sparks can occur here at different depths at the same time. Electrodes are grouped as indicated in sketch 4. There are three constructions consisting of two electrodes with a metal strip connection. See also sketch 8. This is intended as an electrical connection and as heat dissipation from the electrodes to the ceramic. The underside of E2 has the same hollow shape as the sealing plate H1 in sketch 5.

Een “noodvonk” “N” zie schets 5 kan ontstaan door montage van een elektrode 25 dicht bij de eerste hoogspanningselektrode. De afstand is groter dan normaal nodig voor de SMSI vonken.An "emergency spark" "N", see sketch 5, may arise by mounting an electrode 25 close to the first high-voltage electrode. The distance is greater than normally required for the SMSI sparks.

DE AFDICHTINGSPLAAT Hl. (zie schets 5)THE SEALING PLATE Hl. (see sketch 5)

Het plaatje heeft een holle vorm. Er zijn 3 uitsparingen welke elektrodenparen door-30 laten. De laatste massa elektrode is op Hl gemonteerd als doorgang naar massa. De uitsparingen zijn zo ruim bemeten dat geen elektroden naar massa contact kan ontstaan.The plate has a hollow shape. There are 3 recesses that allow pairs of electrodes to pass through. The last ground electrode is mounted on H1 as a gateway to ground. The recesses are so large that no electrodes can form to ground contact.

MONTAGE VAN PLAATJE Hl OP HUIS (BB), (zie schets 6) 35 Bij assemblage wordt het plaatje met uitsparingen over de elektroden geschoven. Een met veerkracht (P) voorgespannen stift drukt via het plaatje en het keramisch j 0216 06 o pakket E1+E2 op ring R2. Hiermee is de zaak voorgespannen. Nadat dit is gedaan wordt het plaatje met een laserlas vastgezet. In koude toestand van de motor is de druk op de ring een voorspanning, in warm bedrijf drukken de expansiedruk en de vervormingsdruk door temperatuur van Hl op ring R2.ASSEMBLY OF PLATE H1 ON HOUSE (BB), (see sketch 6) 35 During assembly, the plate with recesses is slid over the electrodes. A pin prestressed with spring force (P) presses ring R2 through the plate and the ceramic package E1 + E2. This is the case. After this is done the plate is fixed with a laser weld. In the cold state of the motor, the pressure on the ring is a bias, in hot operation the expansion pressure and the deformation pressure due to the temperature of H1 on ring R2.

5 DE ELEKTRODENAFSTAND INSTELLING, (zie schets 7)5 THE ELECTRONIC DISTANCE SETTING, (see sketch 7)

De elektroden paren worden als staken door de Hl uitsparingen geleid. Deze zijn op gedefinieerde lengten gesneden.The electrode pairs are guided as stakes through the H1 recesses. These are cut to defined lengths.

Aan het einde van de staken worden losse elektroden met een laserlas vastgezet, of, 10 de uiteinden worden warm en op maat gebogen zoals wenselijk is. Elektroden staan nooit parallel maar altijd boven elkaar!! SMSI ELEKTRODENBOUW. (zie schets 8)At the end of the stakes, loose electrodes are secured with a laser weld, or, the ends become warm and bent to size as desired. Electrodes are never parallel but always on top of each other !! SMSI ELECTRODE CONSTRUCTION. (see sketch 8)

De voorgevormde, tapse elektroden kunnen samengebouwd zijn als in schets 8 is 15 weergegeven. Er is een stripverbinding 1 voor warmteafvoer naar element E2 welke tevens als elektrische verbinding tussen twee elektroden dienst doet.The preformed, tapered electrodes can be assembled as shown in sketch 8. There is a strip connection 1 for heat dissipation to element E2 which also serves as an electrical connection between two electrodes.

20 25 30 35 1021606 7 ALTERNATIEVE SMSI SAMENBOUW.20 25 30 35 1021606 7 ALTERNATIVE SMSI COOPERATION.

De hoogspanningsverbinding kan hier bijvoorbeeld bestaan uit een bestaand, keramisch, éénvonkselement zoals op bladzijde 3 is beschreven of anders.The high-voltage connection here may, for example, consist of an existing, ceramic, single-spark element as described on page 3 or otherwise.

SMSI elementen El en E2 kunnen uit één geheel zijn gegoten en ingesloten elektro-5 den constructies bevatten.SMSI elements E1 and E2 can be cast in one piece and contain enclosed electrode structures.

Zo’n keramisch blok kan in een voorgevormd huis (BB schets 2) gemonteerd zijn en d.m.v. een plaatje (Hl, schets 2) op beschreven wijze worden vastgezet in huis BB. Bij verwezenlijking wordt een samenbouwprocédé sterk vereenvoudigd, terwijl alle gewenste SMSI functies gewaarborgd blijven.Such a ceramic block can be mounted in a preformed housing (BB sketch 2) and by means of a plate (H1, sketch 2) can be secured in housing BB in the manner described. Upon implementation, an assembly process is greatly simplified, while all desired SMSI functions remain guaranteed.

10 15 20 25 30 35 • pi ö-21 6 06 810 15 20 25 30 35 • pi o-21 6 06 8

SMSI EIGENSCHAPPENSMSI PROPERTIES

1. Betere elektroden koeling.1. Better cooling electrodes.

2. Gasafdichting naar atmosfeer beter.2. Gas seal to atmosphere better.

3. Betere elektrische isolatie.3. Better electrical insulation.

5 4. Geen inwendige bougieweerstand nodig.5 4. No internal spark plug resistance required.

5. Gesynchroniseerde, daadwerkelijke méérvonksfunctie.5. Synchronized, actual multiple function.

6. Daadwerkelijke méérvonken ontstaan op verschillende diepte.6. Actual multiple sparks arise at different depths.

7. Méérvoudige vonken ontstaan gelijktijdig.7. Multiple sparks arise simultaneously.

8. Méérvoudige vonken ontstaan in een “Open kamer”.8. Multiple sparks arise in an "Open Room".

10 9. Een “noodvonk” als zekerheid is mogelijk.10 9. An "emergency spark" as security is possible.

10. Elektroden afstanden zijn na-stelbaar.10. Electrode distances can be adjusted.

11. Vonken ontstaan dicht tegen het BDP aan.11. Sparks arise close to the BDP.

12. Mengselontbranding gebeurt tegen BDP of erna! 13. Het mechanische motorvermogen wordt verhoogd.12. Mixture ignition occurs against BDP or after! 13. The mechanical motor power is increased.

15 14. Door punt 13 is een kleinere motor bij gelijk vermogen mogelijk.14. A smaller motor with the same power is possible through point 13.

15. Emissie wordt sterk verbeterd en ontziet het milieu.15. Emission is greatly improved and protects the environment.

16. Koude- en warme bougies zijn niet langer nodig.16. Cold and warm spark plugs are no longer required.

17. Een fabrieksassortiment kan verkleind worden.17. A factory assortment can be reduced.

18. De SMSI hoeft geen warmtekreukelzone te hebben.18. The SMSI does not have to have a heat crumple zone.

20 19. Alle keramiek wordt veel beter gekoeld.20 19. All ceramics are cooled much better.

20. De keramische isolator kan hoogspanning beter weerstaan.20. The ceramic insulator can withstand high voltage better.

21. Het SMSI principe is in alle gestandaardiseerde diameters te bouwen.21. The SMSI principle can be built in all standardized diameters.

22. Door zijn bouw en functie is een detonatieregeling niet langer nodig. Zeker bij stationaire motoren.22. Because of its construction and function, a detonation scheme is no longer necessary. Certainly with stationary engines.

25 2 3. Verouderde motoren kunnen met SMSI de uitstootwaarden inhouden en hoeven dus niet te worden uitgewisseld.25 2 3. Outdated engines can contain the emission values with SMSI and therefore do not have to be exchanged.

24. Het SMSI principe biedt de mogelijkheid om slechtere gassoorten tot ontbranding te brengen.24. The SMSI principle offers the possibility of igniting worse types of gas.

25. De SMSI ontsteker is met elk bestaand ontstekingssysteem te gebruiken.25. The SMSI igniter can be used with any existing ignition system.

30 26. De SMSI is in iedere bestaande cilinder te monteren.30 26. The SMSI can be mounted in any existing cylinder.

27. Met SMSI zijn emissies, brandstofverbruik en motorkoppel te verbeteren.27. With SMSI, emissions, fuel consumption and engine torque can be improved.

28. SMSI samen met een H.F. ontsteking geven een factor 2-3 verbetering.28. SMSI together with an H.F. inflammation give a 2-3 improvement factor.

10216061021606

Claims (5)

1. De SMSI gesynchroniseerde méérvonksontsteker biedt vanuit zijn functie een verbeterde, snellere en betrouwbaardere vorm voor gasmengsel ontsteking in gasmotoren boven het reeds 100 jaar bestaande en langdurig succesvol ingezette prin-5 cipe van éénvonksbougie zoals dit algemeen bekend is. Gesteld mag worden dat het éénvonksbougie principe tegen beperkingen aangelopen is nadat motoren met een “mager mengsel” moesten worden bedreven, om milieu redenen. Met “mager mengsel” draaien is ook economisch gewenst vanwege gesté-gen fossiele brandstofprijzen. 101. From its function, the SMSI synchronized multi-spark igniter offers an improved, faster and more reliable form for gas mixture ignition in gas engines above the 100-year-old and long-term successful deployment of spark plug spark plug as it is generally known. It can be said that the one-spark plug principle ran into restrictions after engines with a "lean mixture" had to be operated for environmental reasons. Running with a “lean mixture” is also economically desirable due to increased fossil fuel prices. 10 2.De opbouw van het vonkende SMSI deel verschilt van de conventionele en nu al gemeen bekend staande bougiebouw. Hier te vermelden zijn o.a.: de elektroden positionering, en de SMSI behuizing, de wijze van drukkamer afdichting, de warmteafvoer van de elektroden, de vorm van elektroden of elektrodenparen en ook de aangepaste keramische SMSI elementen.2. The structure of the sparking SMSI part differs from the conventional and already commonly known spark plug construction. To be mentioned here are, among other things: the electrode positioning, and the SMSI housing, the manner of pressure chamber sealing, the heat dissipation of the electrodes, the shape of electrodes or electrode pairs and also the adapted ceramic SMSI elements. 3. De SMSI wordt als “open kamer” ontsteker in een motorcilinder gemonteerd net als éénvonksbougies. Er is echter een meervoud aan functionele méérfuncties toe te voegen na inzet van SMSI ontstekers.3. The SMSI is mounted as an "open chamber" igniter in a motor cylinder, just like spark plugs. However, a multitude of functional multiple functions can be added after using SMSI igniters. 4.SMSI is aan alle soorten ontstekingssystemen te koppelen maar zal nog met een factor 2-3 in werkingsgraad verbeteren na samengaan met een hoogfrequente ont-20 steking.4.SMSI can be linked to all types of ignition systems, but will still improve by a factor of 2-3 in efficiency after being combined with a high-frequency ignition. 5. De SMSI kan op een alternatieve en vereenvoudigde wijze worden gebouwd, zoals op pagina 7 is beschreven. 25 30 35 021 0 08 4.5. The SMSI can be built in an alternative and simplified way, as described on page 7. 25 30 35 021 0 08 4.
NL1021606A 2002-10-08 2002-10-08 Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture NL1021606C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1021606A NL1021606C1 (en) 2002-10-08 2002-10-08 Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1021606A NL1021606C1 (en) 2002-10-08 2002-10-08 Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture
NL1021606 2002-10-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1021606C1 true NL1021606C1 (en) 2004-04-13

Family

ID=32322523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1021606A NL1021606C1 (en) 2002-10-08 2002-10-08 Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1021606C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007135584A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-29 North-West University Ignition system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007135584A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-29 North-West University Ignition system
US8191540B2 (en) 2006-05-18 2012-06-05 North-West University Ignition system
AU2007252939B2 (en) * 2006-05-18 2012-12-06 Ambixtra (Pty) Ltd Ignition system
AU2007252939C1 (en) * 2006-05-18 2013-09-05 Ambixtra (Pty) Ltd Ignition system
AU2007252939C9 (en) * 2006-05-18 2013-10-17 Ambixtra (Pty) Ltd Ignition system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100317762B1 (en) Traveling spark ignition system and ignitor therefor
EP3370314A1 (en) Ignition plug for internal combustion engine
US20050211217A1 (en) Pre-chambered type spark plug with pre-chamber entirely below a bottom surface of a cylinder head
JP5795782B2 (en) Induction drive ignition system
US7448352B2 (en) Centrally located ignition source in a combustion chamber
JP2006140072A (en) Spark ignition device of internal combustion engine, and internal combustion engine equipped with the same
JPS58162718A (en) Ignition plug for starting diesel engine
JP3387039B2 (en) Ignition system for internal combustion engine
JP2020159355A (en) Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine with the spark plug
US20090159033A1 (en) Sparkless ignition plug for the internal combustion engine
AU2006203313A1 (en) Combustion Promoting Device for Internal Combustion Engine
US3165099A (en) Engine afterburner
NL1021606C1 (en) Spark plug for e.g. internal combustion engines, generates multiple sparks at different depths in fuel mixture
JPH02238176A (en) Ignition device for engine
US6796299B2 (en) Ignition system for internal combustion engine and ignition method of fuel charged in a fuel chamber
JP2021170475A (en) Spark plug
RU2612188C1 (en) Diesel engine ignition system and laser sparking plug
JP4139846B2 (en) Ignition system for multi-point ignition engine
US3381675A (en) High-frequency ignition system
JP7274320B2 (en) Spark plug for internal combustion engine
US5852999A (en) Method and means for generating and maintaining spark in a varying pressure environment
JPS6345544Y2 (en)
US2810372A (en) Mixture-compressing piston-combustion engine
RU2634301C2 (en) Laser ignition system and laser ignition plug
SU464035A1 (en) The method of ignition of the mixture in an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20080501