RU2098901C1

RU2098901C1 - Spark plug shell

Info

Publication number: RU2098901C1
Application number: RU96115231A
Authority: RU
Inventors: Ю.Д. Калашников; С.М. Гайдар
Original assignee: Гайдар Сергей Михайлович; Калашников Юрий Дмитриевич
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: electrical equipment for internal-combustion engines. SUBSTANCE: shell has body 1 made of insulating material that houses contacts 2,3 for connecting high-voltage conductor and central electrode of plug 4, metal screen 5 around body, auxiliary spark gap 6 inserted between contacts 2 and 3, and high-voltage storage capacitor 7. Spark gas 6 has at least three electrodes 8,9,10 separated by shell-type insulating spacer 11, 12 having holes 13, 14 in their bottoms which form spark gaps. One plate of capacitor 7 is formed by screen 5 and other one, by extreme electrode 8 of spark gap. Shell may be provided with additional capacitor 19 and step-up transformer 20 whose primary winding 21 is connected between spark gas 6 and additional capacitor 19 and its secondary winding is connected to contact 3 for connecting to central electrode of spark plug. EFFECT: improved design. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to electrical engineering, namely to electrical equipment of internal combustion engines.

В системах зажигания бензиновых двигателей внутреннего сгорания высоковольтные провода подключают к свечам зажигания с помощью наконечников, которые, как правило, содержат корпус из электроизоляционного материала с закрепленными в нем соответствующими контактами (см. авт.св. СССР 1054856, кл. H 01 T 13/05, 1983). Снаружи корпус охватывает металлический экран, нижняя часть которого предназначена для установки на корпусе свечи зажигания. In ignition systems of gasoline internal combustion engines, high-voltage wires are connected to the spark plugs using lugs, which, as a rule, contain a body of electrical insulating material with corresponding contacts fixed in it (see ed. St. USSR 1054856, class H 01 T 13 / 05, 1983). Outside, the housing covers a metal screen, the lower part of which is intended for installation on the housing of the spark plug.

Известно, что разряд в свече зажигания имеет две фазы: емкостную и индуктивную. Во время емкостной фазы в искровом промежутке свечи выделяется энергия, накопившаяся в емкости вторичной цепи системы зажигания. Для увеличения этой энергии и, соответственно, для увеличения мощности искрового разряда, наконечник для свеч зажигания может быть снабжен встроенным конденсатором (см. заявку РСТ 86/07206, кл. H 01 T 13/04, 1986). It is known that the discharge in the spark plug has two phases: capacitive and inductive. During the capacitive phase in the spark gap of the spark, energy is released that has accumulated in the capacitance of the secondary circuit of the ignition system. To increase this energy and, accordingly, to increase the power of the spark discharge, the tip for the spark plugs can be equipped with a built-in capacitor (see PCT application 86/07206, class H 01 T 13/04, 1986).

Однако наличие такого конденсатора не позволяет повысить стабильность искрообразования. However, the presence of such a capacitor does not improve the stability of sparking.

Одной из причин снижения надежности работы системы зажигания является то, что в процессе работы двигателя на изоляторе свечи образуется нагрев. Это приводит к уменьшению величины вторичного напряжения и снижению энергии искры. Отрицательное воздействие нагрева может быть уменьшено за счет увеличения скорости нарастания напряжения на свече путем выполнения во вторичной цепи вспомогательного разрядного промежутка. One of the reasons for reducing the reliability of the ignition system is that during the operation of the engine, heat is generated on the spark plug insulator. This leads to a decrease in the secondary voltage and a decrease in the energy of the spark. The negative effect of heating can be reduced by increasing the rate of increase of voltage on the candle by performing an auxiliary discharge gap in the secondary circuit.

Известен наконечник для искровой свечи зажигания, содержащий высоковольтный конденсатор и вспомогательный разрядник (см. заявку Германии 3730120, кл. H 01 T 13/05, 1989), включенный между конденсатором и контактом для соединения со свечой зажигания. В системе зажигания, снабженной таким наконечником, при искрообразовании сначала заряжается вспомогательный конденсатор, расположенный в непосредственной близости от свечи зажигания, а затем в результате пробоя вспомогательного разрядного промежутка напряжение заряженного конденсатора прикладывается к электродам свечи зажигания. Таким образом достигается стабильность искрообразования и увеличение энергии, выделяемой в искровом промежутке свечи. Недостатком такого решения является то, что конструкция наконечника не обеспечивает достаточной стабильности пробивного напряжения вспомогательного разрядного промежутка и является сложной в изготовлении. A known tip for a spark plug containing a high voltage capacitor and an auxiliary arrester (see German application 3730120, class H 01 T 13/05, 1989) is connected between the capacitor and the contact for connection with the spark plug. In the ignition system equipped with such a tip, when sparking, the auxiliary capacitor is charged first, located in the immediate vicinity of the spark plug, and then, as a result of the breakdown of the auxiliary discharge gap, the voltage of the charged capacitor is applied to the electrodes of the spark plug. Thus, the stability of spark formation and an increase in the energy released in the spark gap of the candle are achieved. The disadvantage of this solution is that the design of the tip does not provide sufficient stability of the breakdown voltage of the auxiliary discharge gap and is difficult to manufacture.

Задачей изобретения является создание наконечника для свечи зажигания, имеющего простую технологичную конструкцию и позволяющего повысить надежность работы системы зажигания. The objective of the invention is to provide a tip for a spark plug having a simple technological design and to improve the reliability of the ignition system.

Указанная задача решается путем того, что в наконечнике для искровой свечи зажигания, содержащем корпус из изоляционного материала, в котором закреплены контакты для подключения высоковольтного провода и центрального электрода свечи, металлический экран, охватывающий корпус, вспомогательный разрядник, включенный между контактами, и накопительный высоковольтный конденсатор, разрядник снабжен по меньшей мере тремя электродами, разделенными диэлектрическими проставками, имеющими форму стаканов, в днищах которых выполнены отверстия, образующие разрядные промежутки, причем одна обкладка конденсатора образована экраном, а другая крайним электродом разрядника, соединенным с контактом для подключения высоковольтного провода и имеющим форму, аналогичную форме проставок. This problem is solved by the fact that in the tip for a spark plug containing a body of insulating material, in which the contacts for connecting the high-voltage wire and the central electrode of the candle are fixed, a metal screen covering the body, an auxiliary arrester connected between the contacts, and a storage high-voltage capacitor , the arrester is equipped with at least three electrodes separated by dielectric spacers having the form of cups, in the bottoms of which holes are made, about generators of bit intervals, and one plate of the capacitor formed by screen, and the other extreme electrode of the arrester connected to a high voltage contact for connecting wires and having a shape similar to the spacers.

Выполнение разрядника с тремя и более электродами дает возможность уменьшить вспомогательные искровые промежутки и создать в них более равномерное электромагнитное поле. Таким образом обеспечивается стабилизация напряжения пробоя разрядника. Кроме того, выделение энергии на нескольких электродах, представляющих собой диски, дает возможность облегчить тепловой режим работы разрядника, уменьшить эрозию электродов и, соответственно, увеличить срок службы наконечника. Выполнение изоляционных проставок в виде стаканов с осевым отверстием в днищах обеспечивает гарантированное возникновение пробоя в отверстиях внутри разрядника (а не на краях электродов). The implementation of the spark gap with three or more electrodes makes it possible to reduce auxiliary spark gaps and create a more uniform electromagnetic field in them. This ensures stabilization of the breakdown voltage of the spark gap. In addition, the energy release on several electrodes, which are disks, makes it possible to facilitate the thermal mode of the spark gap, reduce erosion of the electrodes and, accordingly, increase the life of the tip. The implementation of insulating spacers in the form of glasses with an axial hole in the bottoms ensures a guaranteed breakdown in the holes inside the spark gap (and not at the edges of the electrodes).

Наконечник может быть снабжен дополнительным конденсатором и повышающим трансформатором, первичная обмотка которого включена между разрядником и дополнительным конденсатором, а вторичная соединена с контактным устройством для подключения к центральному электроду свечи. С конструктивной точки зрения целесообразно, чтобы одна из обкладок дополнительного конденсатора была образована экраном, а другая выполнена в виде стакана, причем повышающий трансформатор выполнен кольцевым и полностью или частично размещен внутри стакана. Это позволяет увеличить величину напряжения, подаваемого на свечу зажигания, и обеспечить повышение надежности воспламенения рабочей смеси в двигателе. The tip can be equipped with an additional capacitor and a step-up transformer, the primary winding of which is connected between the spark gap and the additional capacitor, and the secondary is connected to a contact device for connecting to the central electrode of the candle. From a structural point of view, it is advisable that one of the plates of the additional capacitor was formed by a screen, and the other is made in the form of a glass, and the step-up transformer is made circular and is fully or partially placed inside the glass. This allows you to increase the voltage supplied to the spark plug, and to increase the reliability of ignition of the working mixture in the engine.

На фиг. 1 представлен наконечник, содержащий разрядник, который в системе зажигания включен непосредственно между высоковольтным проводом и центральным электродом свечи; на фиг. 2 схема включения накопительного конденсатора и разрядника; на фиг. 3 наконечник, снабженный дополнительным конденсатором и повышающим трансформатором; на фиг. 4 схема включения дополнительного конденсатора и повышающего трансформатора. In FIG. 1 shows a tip containing a spark gap, which in the ignition system is connected directly between the high-voltage wire and the central electrode of the spark plug; in FIG. 2 circuit for switching on a storage capacitor and a spark gap; in FIG. 3 tip equipped with an additional capacitor and step-up transformer; in FIG. 4 diagram of the inclusion of an additional capacitor and step-up transformer.

Наконечник для искровой свечи зажигания содержит корпус 1 из изоляционного материала, в котором закреплены контакты 2 и 3 для подключения высоковольтного провода и центрального электрода свечи 4, металлический экран 5, охватывающий корпус, вспомогательный разрядник 6, включенный между контактами 2 и 3, и накопительный высоковольтный конденсатор 7. Разрядник 6 снабжен по меньшей мере тремя электродами 8, 9 и 10, разделенными диэлектрическими проставками 11 и 12, имеющими форму стаканов, в днищах которых выполнены отверстия 13 и 14, образующие разрядные промежутки. Одна обкладка конденсатора 7 образована экраном 5, а другая крайним электродом 8 разрядника, соединенным с контактом 2 для подключения высоковольтного провода через проводящий пружинный элемент 15. The tip for the spark plug contains a housing 1 of insulating material, in which contacts 2 and 3 are fixed for connecting the high-voltage wire and the central electrode of the candle 4, a metal screen 5 covering the housing, an auxiliary arrester 6 connected between contacts 2 and 3, and a storage high-voltage capacitor 7. Arrester 6 is equipped with at least three electrodes 8, 9 and 10, separated by dielectric spacers 11 and 12, having the shape of cups, in the bottoms of which holes 13 and 14 are formed, forming a discharge suspended intervals. One lining of the capacitor 7 is formed by the screen 5, and the other by the extreme electrode 8 of the arrester connected to terminal 2 for connecting the high-voltage wire through the conductive spring element 15.

В нижней части экран 5 имеет вертикальные прорези 16 и выдавку 17, что позволяет обеспечить его надежный контакт с шестигранником (на черт. не показан) свечи 4 зажигания. Контакт 3 для соединения с центральным электродом свечи снабжен фиксатором 18. Разрядник выполнен таким образом, чтобы напряжение его пробоя было больше пробоя искрового зазора свечи зажигания. Емкость накопительного конденсатора 7, встроенного в наконечник, при этом должна быть больше собственной емкости свечи зажигания Ссв. In the lower part, the screen 5 has vertical slots 16 and a protrusion 17, which allows for reliable contact with the hexagon (not shown in the drawing) of the spark plug 4. Contact 3 for connection with the central electrode of the spark plug is equipped with a latch 18. The arrester is designed so that its breakdown voltage is greater than the breakdown of the spark gap of the spark plug. The capacity of the storage capacitor 7, built into the tip, while this should be greater than the intrinsic capacity of the spark plug Csv.

Наконечник может быть снабжен дополнительным конденсатором 19 и повышающим трансформатором 20, первичная обмотка 21 которого включена между разрядником 6 и дополнительным конденсатором 19, а вторичная обмотка 22 соединена с контактом 3 для подключения к центральному электроду свечи. Одна из обкладок дополнительного конденсатора 19 образована экраном 5, а другая выполнена в виде стакана 23, причем повышающий трансформатор 20 выполнен кольцевым и полностью или частично размещен внутри стакана 23. Емкость конденсатора 19 должна быть меньше емкости конденсатора 7. The tip can be equipped with an additional capacitor 19 and a step-up transformer 20, the primary winding 21 of which is connected between the spark gap 6 and the additional capacitor 19, and the secondary winding 22 is connected to pin 3 for connection to the central electrode of the candle. One of the plates of the additional capacitor 19 is formed by the screen 5, and the other is made in the form of a cup 23, and the step-up transformer 20 is made circular and completely or partially placed inside the cup 23. The capacitance of the capacitor 19 should be less than the capacitor 7.

Наконечник, установленный на свечу зажигания, работает следующим образом. The tip mounted on the spark plug works as follows.

При работе двигателя импульс высокого напряжения поступает на контакт 2, и накопительный конденсатор 7 заряжается до величины напряжения, обеспечивающей пробой разрядника 6. Напряжение конденсатора 7 прикладывается к свече 4 зажигания, происходит пробой основного искрового промежутка и поджиг рабочей смеси. В случае, если наконечник снабжен повышающим трансформатором 20, конденсатор 7 после пробоя разрядника 6 заряжает дополнительный конденсатор 19 через первичную обмотку 21 трансформатора. Повышенное напряжение с вторичной обмотки 22 прикладывается к свече 4 зажигания. When the engine is running, a high voltage pulse is supplied to pin 2, and the storage capacitor 7 is charged to a voltage value that provides a breakdown of the spark gap 6. The voltage of the capacitor 7 is applied to the spark plug 4, the main spark gap is broken and the mixture is ignited. If the tip is equipped with a step-up transformer 20, the capacitor 7 after the breakdown of the spark gap 6 charges an additional capacitor 19 through the primary winding 21 of the transformer. The increased voltage from the secondary winding 22 is applied to the spark plug 4.

Claims

1. The tip for the spark plug, comprising a housing of insulating material, in which are fixed contacts for connecting the high voltage wire and the central electrode of the spark plug, a metal screen covering the housing, an auxiliary arrester included between the contacts, and a storage high voltage capacitor, characterized in that the arrester equipped with at least three electrodes separated by dielectric spacers having the form of cups, in the bottoms of which holes are made, forming discharge flowers, moreover, one capacitor plate is formed by a screen, and the other by the extreme electrode of the arrester connected to a contact for connecting a high-voltage wire and having a shape similar to the shape of spacers.

2. The tip according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional capacitor and a step-up transformer, the primary winding of which is connected between the spark gap and the additional capacitor, and the secondary is connected to a contact device for connecting to the central electrode of the candle.

3. The tip according to claim 2, characterized in that one of the plates of the additional capacitor is formed by a screen, and the other is made in the form of a glass, and the step-up transformer is made circular and completely or partially placed inside the glass.