RU2151321C1

RU2151321C1 - Spark ignition system

Info

Publication number: RU2151321C1
Application number: RU98114733A
Authority: RU
Inventors: В.А. Винокуров
Original assignee: Винокуров Валерий Афанасьевич
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: transport engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: invention related to spark ignition systems of internal combustion engines. System has spark gap whose electrodes are secured at a distance not less than 9 mm from each other in housing of insulating material. Spark gap housing is enclosed in metal screen electrically connected to main metal members of automobile body. Electrodes can be secured with possibility of adjusting electrode-to- electrode distance. Housing can be made hermetically sealed and filled up with inert gas. Vacuum can be maintained in housing space. EFFECT: improved ignition of fuel mixture. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to the field of automotive industry, in particular to internal combustion engines.

Изобретение может быть использовано в системах искрового зажигания автомобильных двигателей внутреннего сгорания. The invention can be used in spark ignition systems of automotive internal combustion engines.

Известны системы электронного зажигания, предназначенные для повышения энергии искры в свече зажигания с целью улучшения поджига смеси. Недостатком систем электронного зажигания является их недостаточная эффективность, в результате чего горючая смесь в камере сгорания двигателя не сгорает полностью. Known electronic ignition systems designed to increase the energy of the spark in the spark plug in order to improve ignition of the mixture. The disadvantage of electronic ignition systems is their lack of efficiency, as a result of which the combustible mixture in the combustion chamber of the engine does not burn completely.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является принятая за прототип искровая система зажигания по патенту N 2107184. Искровая система зажигания по патенту N 2107184 состоит (фиг. 1) из соединенных последовательно аккумулятора, преобразователя напряжения, удвоителя напряжения, стабилизатора напряжения, прерывателя, системы электронного зажигания, катушки зажигания, искрового промежутка и искровой свечи, причем выход стабилизатора напряжения соединен также с электрической цепью питания системы электронного зажигания. The closest in technical essence to the claimed one is the spark ignition system adopted for the prototype according to patent N 2107184. The spark ignition system according to patent N 2107184 consists (Fig. 1) of a battery, voltage converter, voltage doubler, voltage stabilizer, chopper, electronic system ignition, ignition coil, spark gap and spark plug, and the output of the voltage regulator is also connected to the electrical circuit of the electronic ignition system.

Искровая система зажигания по патенту N 2107184 более эффективна по сравнению со всеми другими системами зажигания и обеспечивает полное сгорание горючей смеси. Однако в патенте N 2107184 не определено конструктивное исполнение искрового промежутка. Кроме того, стабильную по напряжению искру можно получить без предварительной стабилизации бортового напряжения автомобиля стабилизатором, состоящим из преобразователя напряжения, удвоителя напряжения и стабилизатора напряжения, если применить систему электронного зажигания со стабилизированным выходным напряжением. The spark ignition system according to patent N 2107184 is more effective than all other ignition systems and provides complete combustion of the combustible mixture. However, the patent N 2107184 does not define the design of the spark gap. In addition, a voltage-stable spark can be obtained without first stabilizing the vehicle's on-board voltage with a stabilizer consisting of a voltage converter, a voltage doubler and a voltage stabilizer, if an electronic ignition system with a stabilized output voltage is used.

Целью изобретения является решение задач конструктивной реализации искровой системы зажигания по патенту N 2107184 и некоторое упрощение системы зажигания. The aim of the invention is to solve the problems of constructive implementation of the spark ignition system according to patent N 2107184 and some simplification of the ignition system.

Предлагаемые решения являются результатом и конструкторской разработки искровой системы зажигания по патенту N 2107184. The proposed solutions are the result of the design development of a spark ignition system according to patent N 2107184.

Поставленная цель достигается тем, что искровой промежуток по патенту N 2107184 выполнен в виде разрядника, электроды разрядника закреплены в корпусе из изолирующего материала, причем расстояние между электродами не менее 9 мм, а корпус заключен в металлический экран, электрически соединенный с металлическим кузовом автомобиля. Изоляция вводов высоковольтных проводов в корпус разрядника, вывода высоковольтного провода из катушки зажигания выполнены герметичными, исключающими возможность утечки электрического тока из высоковольтных проводов на внешнюю поверхность корпусов разрядника, катушки зажигания и распределителя. Возможность изменения расстояния между электродами позволяет повысить эффективность работы системы зажигания в зависимости от применяемой электронной системы зажигания. Корпус разрядника может быть выполнен герметичным, а из полости корпуса удален воздух и поддерживается вакуум или полость корпуса заполнена инертным газом. Кроме того, для упрощения системы зажигания исключены преобразователь напряжения, удвоитель напряжения и. стабилизатор напряжения, а система электронного зажигания может быть выполнена со стабилизацией уровня выходного напряжения. This goal is achieved in that the spark gap according to patent N 2107184 is made in the form of a spark gap, the spark gap electrodes are fixed in the housing of insulating material, and the distance between the electrodes is not less than 9 mm, and the housing is enclosed in a metal screen that is electrically connected to the metal car body. The insulation of the bushings of the high-voltage wires into the casing of the spark gap, the output of the high-voltage wires from the ignition coil are sealed, eliminating the possibility of leakage of electric current from the high-voltage wires to the outer surface of the casings of the spark gap, ignition coil and distributor. The ability to change the distance between the electrodes can improve the efficiency of the ignition system depending on the electronic ignition system used. The arrester housing can be sealed, and air is removed from the housing cavity and a vacuum is maintained or the housing cavity is filled with an inert gas. In addition, to simplify the ignition system excluded voltage converter, voltage doubler and. a voltage stabilizer, and an electronic ignition system can be performed with stabilization of the output voltage level.

Сущность изобретения заключается в том, что электроды закреплены в закрытом корпусе из изоляционного материала, который защищает электроды и их изоляцию от загрязнения. Для защиты радиооборудования автомобиля от радиоизлучений длинной (не менее 9 мм) электрической искры, корпус заключен в металлический экран, электрически соединяемый с металлическим кузовом автомобиля и двигателем. Кроме того, для защиты системы зажигания от утечек тока, очень опасных при высоких напряжениях до 20 и выше киловольт, при которых работает новая система зажигания, изоляция вводов высоковольтных проводов в разрядник, вывода высоковольтного провода из катушки зажигания выполнены герметичными. Причем для герметизации указанные узлы могут быть выполнены неразъемными и залиты изолирующим составом. The essence of the invention lies in the fact that the electrodes are fixed in a closed casing of insulating material, which protects the electrodes and their insulation from contamination. To protect the vehicle’s radio equipment from radio emissions of a long (at least 9 mm) electric spark, the body is enclosed in a metal shield that is electrically connected to the metal body of the car and the engine. In addition, to protect the ignition system from current leaks, which are very dangerous at high voltages up to 20 and above kilovolts, at which the new ignition system works, the insulation of the high-voltage wire inputs to the spark gap and the high-voltage wire output from the ignition coil are sealed. Moreover, for sealing, these nodes can be made integral and filled with an insulating composition.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей на фиг. 2 и 3. The invention will be apparent from the following description and the accompanying drawings in FIG. 2 and 3.

На чертежах фиг. 2 и 3 приняты следующие обозначения:
1 - электрод; 2 - электрод; 3 - корпус разрядника; 4 - высоковольтный провод; 5 - высоковольтный провод; 6 - металлический экран; 7 - заземляющий провод; 8 - катушка зажигания; 9 - изолятор.In the drawings of FIG. 2 and 3, the following notation is accepted:
1 - electrode; 2 - electrode; 3 - arrester housing; 4 - high voltage wire; 5 - high voltage wire; 6 - metal screen; 7 - grounding wire; 8 - ignition coil; 9 - insulator.

На фиг. 2 электроды 1 и 2 закреплены в корпусе 3 из изолирующего материала и злектрически соединены соответственно с высоковольтными проводами 4 и 5. Высоковольтные провода 4 и 5 герметично запрессованы в корпус 3. Металлический экран 6 содержит заземляющий провод 7 для электрического соединения с двигателем и металлическим кузовом автомобиля. Электроды 1 и 2 образуют искровой промежуток величиной не менее 9 мм. In FIG. 2 electrodes 1 and 2 are fixed in the housing 3 from an insulating material and are electrically connected respectively to the high-voltage wires 4 and 5. The high-voltage wires 4 and 5 are hermetically pressed into the housing 3. The metal shield 6 contains a grounding wire 7 for electrical connection with the engine and the metal car body . Electrodes 1 and 2 form a spark gap of at least 9 mm.

На фиг. 3 место ввода высоковольтного провода 4 в катушку зажигания 8 загерметизировано изолятором 9. Изолятор 9 может быть изготовлен из резины, завулканизированной в специальной форме прямо на этом месте. Герметизация вводов высоковольтных проводов в разрядник может быть выполнена аналогичным способом. In FIG. 3, the entry point of the high-voltage wire 4 into the ignition coil 8 is sealed by an insulator 9. The insulator 9 can be made of rubber vulcanized in a special form right at this place. Sealing the inputs of high-voltage wires into the arrester can be performed in a similar way.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2). The device operates as follows (Fig. 2).

На один из электродов (например 1) во время работы двигателя внутреннего сгорания поступает через высоковольтный провод 4 высокое напряжение из катушки зажигания 8. Другой электрод (в данном случае 2) высоковольтным проводом 5 через коммутатор-распределитель соединен с искровыми свечами. Возможно включение разрядника (фиг. 2) между коммутатором-распределителем и каждой свечой зажигания. Когда напряжение на электроде 1 достигает высокого напряжения, достаточного для одновременного пробоя большого искрового промежутка между электродами 1 и 2 и небольшого искрового промежутка, искровой свечи между электродами 1 и 2 и между электродами искровой свечи возникает высоковольтная искра. Вследствие значительной величины искрового промежутка разрядника (не менее 9 мм) одновременный пробой искровых промежутков разрядника (фиг. 2) и искровой свечи происходит при напряжении на высоковольтном выводе катушки зажигания 20 кВт и выше, в зависимости от величины искрового промежутка разрядника. Как показывают испытания и эксплуатация автомашин, оборудованных предлагаемой системой зажигания, при таком высоком напряжении разряда резко улучшается воспламенение горючей смеси. One of the electrodes (for example 1) during operation of the internal combustion engine receives high voltage from the ignition coil 4 through the high-voltage wire 4. The other electrode (in this case 2) is connected to the spark plugs via a switch-distributor with a high-voltage wire 5. It is possible to include a spark gap (Fig. 2) between the switchboard-distributor and each spark plug. When the voltage at electrode 1 reaches a high voltage, sufficient for the simultaneous breakdown of a large spark gap between electrodes 1 and 2 and a small spark gap, a high-voltage spark occurs between the electrodes 1 and 2 and between the electrodes of the spark plug. Due to the significant size of the spark gap of the spark gap (at least 9 mm), the simultaneous breakdown of the spark gap of the spark gap (Fig. 2) and the spark plug occurs at a voltage at the high-voltage terminal of the ignition coil of 20 kW and above, depending on the size of the spark gap of the spark gap. As tests and operation of vehicles equipped with the proposed ignition system show, with such a high discharge voltage, the ignition of the combustible mixture sharply improves.

Системы электронного зажигания со стабилизацией уровня выходного напряжения известны (см. Синельников А. X. "Электроника в автомобиле", М., Радио и связь, 1985 г.). Electronic ignition systems with stabilization of the output voltage level are known (see A. Sinelnikov, “Electronics in a Car,” M., Radio and Communications, 1985).

Claims

1. Spark ignition system comprising an electronic ignition system, an ignition coil and a spark gap made in the form of a spark gap, characterized in that the spark gap electrodes are fixed at a distance of at least 9 mm from each other in an insulating material housing, wherein the spark gap is enclosed in a metal a screen electrically connected to the main metal elements of the body and engine.

2. The spark ignition system according to claim 1, characterized in that the insulation of the inputs of the high voltage wires into the arrester housing, the output of the high voltage wire from the ignition coil are completely sealed.

3. The spark ignition system according to claims 1 and 2, characterized in that the electrodes in the housing are fixed with the possibility of changing the distance between them.

4. The spark ignition system according to claims 1 and 2, characterized in that the housing with electrodes is sealed and the cavity of the housing is filled with an inert gas.

5. The spark ignition system according to claims 1 and 2, characterized in that the housing with electrodes is sealed and air is removed from the housing cavity and vacuum is maintained.