RU2019728C1 - Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine - Google Patents

Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2019728C1
RU2019728C1 SU4929859A RU2019728C1 RU 2019728 C1 RU2019728 C1 RU 2019728C1 SU 4929859 A SU4929859 A SU 4929859A RU 2019728 C1 RU2019728 C1 RU 2019728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
ignition
electrode
internal combustion
combustible mixture
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гаптрауф Галимжанович ШАЯХМЕТОВ
Original Assignee
Гаптрауф Галимжанович ШАЯХМЕТОВ
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 Гаптрауф Галимжанович ШАЯХМЕТОВ filed Critical Гаптрауф Галимжанович ШАЯХМЕТОВ
Priority to SU4929859 priority Critical patent/RU2019728C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2019728C1 publication Critical patent/RU2019728C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: high voltage and high frequency pulses are fed constantly to an electrode of a spark plug during all time of operation of a cylinder. Sparking between the electrode of spark plug and piston bottom occurs during a period of double advance angle. The ignition system has DC power source 1, controlled voltage stabilizer 2, pulse generator 4, electronic switch 5, capacitor 6, ignition coil, distributing box 9, and single-electrode spark plug 10. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к зажиганию горючей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) от искрового разряда между одноэлектродной свечой и днищем поршня. The invention relates to the ignition of a combustible mixture in carburetor internal combustion engines (ICE) from a spark discharge between a single-electrode plug and the piston crown.

Известен способ воспламенения и зажигания горючей смеси в ДВС путем подачи высокочастотного импульсного напряжения на центральный электрод свечи и образования при этом искрового разряда между свечой и днищем поршня во время рабочего такта цилиндра. There is a method of ignition and ignition of a combustible mixture in an internal combustion engine by applying a high-frequency pulse voltage to the central electrode of the candle and the formation of a spark discharge between the candle and the piston bottom during the working stroke of the cylinder.

Известна также система зажигания для осуществления этого способа. В систему входят источник постоянного тока, источник высокого пульсирующего напряжения, прерыватель, распределитель высокого напряжения по цилиндрам, одноэлектродная свеча зажигания. An ignition system for implementing this method is also known. The system includes a direct current source, a source of high ripple voltage, a chopper, a high voltage distributor for cylinders, a single-electrode spark plug.

Недостатком известного способа является то, что система для его осуществления содержит прерыватель и распределитель высокого напряжения. Наличие этих устройств усложняет систему зажигания и снижает надежность работы двигателя. The disadvantage of this method is that the system for its implementation contains a chopper and a high voltage distributor. The presence of these devices complicates the ignition system and reduces the reliability of the engine.

Целью изобретения является упрощение системы зажигания и повышение надежности работы ДВС. The aim of the invention is to simplify the ignition system and increase the reliability of the internal combustion engine.

Поставленная цель достигается тем, что высоковольтное импульсное напряжение высокой частоты подают на центральный электрод свечи зажигания постоянно на все время работы цилиндра, момент начала зажигания зависит от величины высокого напряжения, а продолжительность искрообразования происходит в пределах двоичного угла опережения зажигания. This goal is achieved by the fact that a high-voltage pulse voltage of a high frequency is supplied to the central electrode of the spark plug continuously for the entire duration of the cylinder operation, the moment the ignition starts depends on the magnitude of the high voltage, and the duration of sparking occurs within the binary ignition timing.

Для достижения этого способа в систему зажигания введен регулирующий стабилизатор напряжения, к которому подведены две электрические цепи от центробежного и вакуумного регуляторов карбюраторного ДВС, а выход высоковольтного импульсного генератора непосредственно подключен ко всем свечам цилиндра. To achieve this method, a regulating voltage regulator is introduced into the ignition system, to which two electric circuits from the centrifugal and vacuum regulators of the carburetor ICE are connected, and the output of the high-voltage pulse generator is directly connected to all the spark plugs of the cylinder.

На фиг.1 изображена схема цилиндра двигателя, поясняющая сущность способа; на фиг.2 - диаграмма газораспределения и искрообразования двигателей ГАЗ-24, УМЗ-451 М; на фиг.3 - функциональная схема зажигания для осуществления предлагаемого способа. Figure 1 shows a diagram of a cylinder of an engine explaining the essence of the method; figure 2 is a diagram of gas distribution and sparking engines GAZ-24, UMZ-451 M; figure 3 is a functional diagram of the ignition for implementing the proposed method.

Система зажигания содержит источник 1 постоянного тока, регулируемый стабилизатор 2 напряжения, источник высокого импульсного напряжения, в который входят катушка 3 зажигания, низковольтный генератор 4 импульсов, электронный ключ 5. Первый электрод ключа 5 и цепь питания генератора 4 соединены с выходом стабилизатора 2. Второй электрод ключа 5 соединен с низковольтной обмоткой катушки 3 зажигания и конденсатором 6. Выход генератора 4 соединен с третьим управляющим электродом ключа 5. К регулирующим элементам стабилизатора 2 подведены цепи 7 и 8 соответственно от центробежного и вакуумного регуляторов двигателя. Вторые концы обеих обмоток катушки 3 соединены и подключены к массе двигателя. Первый конец высоковольтной обмотки катушки 3 высоковольтным экранированным проводом подключен к распределительной коробке 9, в которой его центральная жила запараллелена с центральными жилами четырех высоковольтных проводов, идущих к электродам четырех свечей зажигания цилиндров. The ignition system contains a direct current source 1, an adjustable voltage stabilizer 2, a high pulse voltage source, which includes an ignition coil 3, a low voltage generator 4 pulses, an electronic key 5. The first electrode of the key 5 and the power circuit of the generator 4 are connected to the output of the stabilizer 2. Second the key electrode 5 is connected to the low-voltage winding of the ignition coil 3 and the capacitor 6. The output of the generator 4 is connected to the third control electrode of the key 5. The circuits 7 and 8 are connected to the regulating elements of the stabilizer 2 respectively from centrifugal and vacuum regulators of the engine. The second ends of both windings of the coil 3 are connected and connected to the mass of the engine. The first end of the high-voltage winding of the coil 3 with a high-voltage shielded wire is connected to a junction box 9, in which its central core is parallelized with the central conductors of four high-voltage wires going to the electrodes of four cylinder spark plugs.

К электроду свечи 10 зажигания постоянно вне зависимости от положения поршня 11 подведено высокое напряжение импульсного тока +U. Амплитуда этого напряжения изменяется и его мгновенное значение зависит от частоты вращения коленчатого вала и его нагрузки (степени открытия дроссельной заслонки карбюратора). To the electrode of the spark plug 10, constantly, regardless of the position of the piston 11, a high voltage pulse current + U is supplied. The amplitude of this voltage varies and its instantaneous value depends on the speed of the crankshaft and its load (the degree of opening of the carburetor throttle).

На фиг.1 показаны уровни: А - уровень расположения электрода свечи, В - уровень поршня в ВМТ, С - уровень поршня, при котором начинается процесс искрообразования и начала воспламенения горючей смеси при минимальной частоте вращения коленчатого вала и наименьшей его нагрузке (режим холостого хода). Этот уровень соответствует минимальному углу опережения начала зажигания. Уровень D поршня соответствует максимальному углу опережения начала зажигания при максимальной частоте вращения коленчатого вала и наибольшей его нагрузке. Figure 1 shows the levels: A is the level of the location of the electrode of the plug, B is the level of the piston in the upper center, C is the level of the piston at which the process of sparking and the beginning of ignition of the combustible mixture begins with a minimum speed of the crankshaft and its lowest load (idle mode ) This level corresponds to the minimum ignition timing. The piston level D corresponds to the maximum lead angle of the start of ignition at the maximum rotational speed of the crankshaft and its greatest load.

Очевидно, что при уровне D, когда расстояние между электродом 10 и днищем поршня 11 велико, для устойчивого искрообразования высоковольтное напряжение между электродом и днищем поршня должно быть U = Umax, но не более значения Umax, потому что ниже уровня D искрообразование во избежание преждевременного (раннего) зажигания не должно быть. Точно так же при уровне С, U = Umin, где Umin - минимальное напряжение для устойчивого искрообразования. Ниже уровня С при Umin искрообразования не должно быть. Другими словами, напряжение на электроде свечи должно меняться от значения угла опережения зажигания и быть ему пропорциональным:
U = k ˙α , где U - мгновенное значение высокого напряжения;
α - мгновенное значение угла опережения зажигания;
k - коэффициент пропорциональности.
Obviously, at level D, when the distance between the electrode 10 and the piston crown 11 is large, for stable spark formation the high-voltage voltage between the electrode and the piston crown must be U = U max , but not more than U max , because spark formation is lower than level D to avoid premature (early) ignition should not be. Similarly, at level C, U = U min , where U min is the minimum voltage for stable sparking. Below level C at U min sparking should not be. In other words, the voltage at the electrode of the spark plug should vary from the value of the ignition timing and be proportional to it:
U = k ˙α, where U is the instantaneous value of the high voltage;
α is the instantaneous value of the ignition timing;
k is the coefficient of proportionality.

Если обеспечить автоматическое выполнение этого условия, то ДВС сгорания развивает наибольшую мощность и оптимальную экономичность во всех режимах работы. При этом устойчивое искрообразование продолжается при движении поршня от начала искрообразования (например от уровня D) до того же уровня при прохождении им ВМТ, т.е. продолжительность искрообразования равна двойному углу опережения зажигания 2 α. Например, для двигателей ГАЗ-24, УМЗ-451М - 2 αmax= 30. Продолжительное искрообразование облегчает запуск холодного двигателя, способствует лучшему сгоранию топлива, улучшает экономичность двигателя и снижает токсичность выхлопных газов.If you ensure the automatic fulfillment of this condition, the combustion engine develops the greatest power and optimal efficiency in all operating modes. In this case, stable sparking continues when the piston moves from the beginning of sparking (for example, from level D) to the same level when it passes through TDC, i.e. the duration of sparking is equal to the double ignition timing 2 α. For example, for engines GAZ-24, UMZ-451M - 2 α max = 30. Prolonged sparking facilitates starting a cold engine, contributes to better fuel combustion, improves engine efficiency and reduces exhaust toxicity.

В двухтактных двигателях поршень за рабочий цикл подходит один раз к ВМТ, поэтому способ идеально оправдывается. In two-stroke engines, the piston approaches the TDC once per working cycle, therefore, the method is ideally justified.

В четырехтактных двигателях поршень за рабочий цикл дважды подходит к ВМТ - в начале рабочего хода и в начале впуска горючей смеси. И в обоих случаях происходит искрообразование. Если в первом случае возникновение искрового разряда и воспламенение рабочей смеси необходимо, то во втором случае возникновение искрового разряда нежелательно, а воспламенение - недопустимо. В предложенном способе в начале впуска искрообразование происходит, но воспламенение газовой смеси не происходит. Это объясняется тем, что, во-первых, вначале открытия впускного клапана (в нашем примере при 12о до ВМТ) клапан только начинает подниматься и впускное отверстие представляет собой круглую узкую щель высотой в несколько десятков долей миллиметра, поэтому при предварительном впуске (от 12о до ВМТ) горючая смесь (или воздух) в цилиндр почти не проходит. В конце процесса впуска (18о после ВМТ) давление газов равно 1,05 - 1,25 кГ/см, и температура остаточных газов для карбюраторных двигателей составляет 700 - 1000оС. Эта температура значительно превышает температуру самовоспламенения бензино-воздушных смесей, однако несмотря на это самовоспламенение горючей смеси в цилиндре карбюраторного двигателя не происходит. Не происходит и воспламенения газовой смеси и при наличии искрового разряда, потому что в начале впуска концентрация горючей смеси в массе остаточных газов ничтожно мала, а время искрового разряда практически совпадает с началом впуска и окончанием выпуска и крайне ограничено и составляет не более 30, продолжительность впуска 252. Более того время искрового разряда совпадает с периодом перекрытия клапанов, когда оба - впускной и выпускной клапаны открыты, происходит продувка цилиндра. Это обстоятельство еще более уменьшает вероятность воспламенения в начале впуска.In four-stroke engines, the piston twice approaches the TDC during the duty cycle - at the beginning of the stroke and at the beginning of the intake of the combustible mixture. And in both cases, sparking occurs. If in the first case the occurrence of a spark discharge and ignition of the working mixture is necessary, then in the second case, the occurrence of a spark discharge is undesirable, and ignition is unacceptable. In the proposed method, sparking occurs at the beginning of the inlet, but ignition of the gas mixture does not occur. This is because, firstly, at the beginning of the opening of the inlet valve (in our example, at 12 o to TDC), the valve only starts to rise and the inlet is a round narrow slit several tens of fractions of a millimeter high, therefore, at the preliminary inlet (from 12 about to TDC) the combustible mixture (or air) hardly passes into the cylinder. The inlet end of process (about ATDC 18) is equal to the gas pressure of 1.05 - 1.25 kgf / cm and the temperature of the residual gas for gasoline engines is 700 - 1000 C. This temperature is significantly higher than the autoignition temperature of the gasoline-air mixture, but Despite this, self-ignition of the combustible mixture in the cylinder of the carburetor engine does not occur. There is no ignition of the gas mixture even in the presence of a spark discharge, because at the beginning of the inlet the concentration of the combustible mixture in the mass of residual gases is negligible, and the time of the spark discharge practically coincides with the beginning of the inlet and the end of the discharge and is extremely limited and does not exceed 30, the inlet duration 252. Moreover, the time of spark discharge coincides with the period of valve closure, when both the inlet and outlet valves are open, the cylinder is purged. This circumstance further reduces the likelihood of ignition at the beginning of the intake.

Система зажигания работает следующим образом. The ignition system operates as follows.

Постоянное напряжение источника 1 стабилизируется стабилизатором 2. Генератор 4 импульсов питается стабилизированным напряжением. Импульсы генератора 4 коммутируют электронный ключ 5. Потому в первичной обмотке катушки 3 зажигания течет пульсирующий ток, который во вторичной обмотке катушки 3 индуцирует ЭДС высокого пульсирующего напряжения до 24 кВ. Это напряжение при помощи высоковольтных экранированных проводов и распределительной коробки 9 одновременно поступает на свечи всех четырех цилиндров двигателя. По цепям 7 и 8 от центробежного и вакуумного регуляторов поступают электрические сигналы, которые изменяют выходное напряжение стабилизатора 2, в зависимости от числа оборотов коленчатого валов и степени открытия дроссельной заслонки карбюратора. Поэтому величина тока в первичной обмотке катушки 3 изменяется. А это приводит к тому, что напряжение во вторичной обмотке также изменяется. Этим достигается автоматическое изменение высокого напряжения в цилиндрах, мгновенное значение амплитуды высоковольтного напряжения определяет момент возникновения начала зажигания при подходе поршня к ВМТ, т.е. угол опережения зажигания. При U = Umin, α = αmin; при U = Umax, α = αmax .The constant voltage of source 1 is stabilized by stabilizer 2. The 4-pulse generator is powered by a stabilized voltage. The pulses of the generator 4 commute the electronic key 5. Therefore, a pulsating current flows in the primary winding of the ignition coil 3, which induces an EMF of high ripple voltage up to 24 kV in the secondary winding of the coil 3. This voltage with the help of high-voltage shielded wires and junction box 9 simultaneously enters the spark plugs of all four engine cylinders. Circuits 7 and 8 from the centrifugal and vacuum controllers receive electrical signals that change the output voltage of the stabilizer 2, depending on the number of revolutions of the crankshafts and the degree of opening of the carburetor throttle. Therefore, the magnitude of the current in the primary winding of the coil 3 changes. And this leads to the fact that the voltage in the secondary winding also changes. This achieves an automatic change in the high voltage in the cylinders, the instantaneous value of the amplitude of the high voltage voltage determines the moment the ignition starts when the piston approaches TDC, i.e. ignition timing When U = U min , α = α min ; at U = U max , α = α max .

Как видно, в системе зажигания отсутствуют прерыватель и распределитель. Этим достигается упрощение системы зажигания и повышение надежности работы ДВС. As you can see, in the ignition system there is no breaker and distributor. This achieves the simplification of the ignition system and increase the reliability of the internal combustion engine.

Claims (2)

1. Способ зажигания горючей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, заключающийся в том, что подают на два электрода высоковольтное импульсное напряжение, создают искровый разряд между двумя электродами, первым из которых является центральный электрод свечи, а вторым днище поршня, а момент начала и окончания искрового разряда устанавливают путем перемещения поршня до ВМТ и обратно, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет обеспечения оптимального времени искрообразования, при установке момента начала и окончания искрового разряда дополнительно изменяют величину уровня высокочастотного напряжения, пропорционально данным центробежного и вакуумного регуляторов. 1. The method of ignition of a combustible mixture in carburetor internal combustion engines, which consists in applying a high voltage impulse voltage to two electrodes, creates a spark discharge between two electrodes, the first of which is the central electrode of the spark plug and the second bottom of the piston, and the moment of start and end a spark discharge is established by moving the piston to TDC and vice versa, characterized in that, in order to increase efficiency by ensuring optimal sparking time, when setting the start time and spark discharge and closure further change the magnitude of the high frequency voltage level is proportional to the data centrifugal and vacuum regulators. 2. Система зажигания горючей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, содержащая источник постоянного тока, который имеет плюсовую и минусовую, которая соединена с общей шиной, клемму питания, преобразователь постоянного напряжения в высоковольтное импульсное напряжение, одноэлектродные свечи зажигания, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности за счет обеспечения оптимального времени искрообразования и упрощения, введен регулируемый стабилизатор напряжения, вход которого соединен с плюсовой клеммой источника постоянного тока, выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения и высоковольтное импульсное напряжение, выход которого соединен с электродами свечей. 2. The ignition system of the combustible mixture in carburetor internal combustion engines, containing a direct current source that has plus and minus, which is connected to a common bus, a power terminal, a DC voltage to high voltage pulse voltage converter, single-electrode spark plugs, characterized in that, with In order to increase efficiency by providing optimal sparking time and simplification, an adjustable voltage regulator is introduced, the input of which is connected to the positive terminal of the source a nickel of direct current, the output of which is connected to the input of the DC-DC converter and a high-voltage pulse voltage, the output of which is connected to the electrodes of the candles.
SU4929859 1991-04-19 1991-04-19 Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine RU2019728C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4929859 RU2019728C1 (en) 1991-04-19 1991-04-19 Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4929859 RU2019728C1 (en) 1991-04-19 1991-04-19 Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2019728C1 true RU2019728C1 (en) 1994-09-15

Family

ID=21571075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4929859 RU2019728C1 (en) 1991-04-19 1991-04-19 Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2019728C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1059245, кл. F 02P 15/00, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0069889B1 (en) Ignition system for an internal combustion engine
US4040395A (en) Engine selectively utilizing hybrid thermodynamic combustion cycles
US3996915A (en) Engine selectively utilizing hybrid thermodynamic combustion cycles
EP0679223B1 (en) Multi-spark ignition system with variable number of sparks for an internal combustion engine
JP2597126B2 (en) Method and apparatus for generating ignition spark in an internal combustion engine
US4347825A (en) Fuel injection apparatus for an internal combustion engine
US4245594A (en) Ignition device
EP0072477B1 (en) An ignition system for a multi-cylinder internal combustion engine of a vehicle
EP0463800B1 (en) Direct current ignition system
JPS6436981A (en) Ignitor for engine
EP0071910A2 (en) Ignition system for an internal combustion engine
US4515140A (en) Contactless ignition device for internal combustion engines
US2866839A (en) Ignition systems for internal combustion engines
US4365186A (en) High energy modulation ignition system
US4445491A (en) Ignition system for starting a diesel engine
US4203404A (en) Distributorless ignition method and system for a multicylinder internal combustion engine
RU2019728C1 (en) Method and apparatus for igniting combustible mixture in carburetor internal combustion engine
RU2126494C1 (en) Ignition system for dual-spark ignition internal combustion engines
ES442857A1 (en) High-tension capacitor ignition systems
EP0001354A1 (en) Ignition system
US3303835A (en) Fuel ignition system preventing radio frequency interference
KR910000036B1 (en) Condenser discharge type ignitor for engine
RU6844U1 (en) TRANSISTOR IGNITION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
JPH01500916A (en) How to control spark ignition in an internal combustion engine
KR0123071Y1 (en) Ignition plug & ignition device for gasoline engine