RU2216838C2 - Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines - Google Patents

Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines Download PDF

Info

Publication number
RU2216838C2
RU2216838C2 RU2001116861/06A RU2001116861A RU2216838C2 RU 2216838 C2 RU2216838 C2 RU 2216838C2 RU 2001116861/06 A RU2001116861/06 A RU 2001116861/06A RU 2001116861 A RU2001116861 A RU 2001116861A RU 2216838 C2 RU2216838 C2 RU 2216838C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
combustion
combustion chamber
fuel
internal
Prior art date
Application number
RU2001116861/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001116861A (en
Inventor
А.И. Громов
Original Assignee
Громов Александр Иванович
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 Громов Александр Иванович filed Critical Громов Александр Иванович
Priority to RU2001116861/06A priority Critical patent/RU2216838C2/en
Publication of RU2001116861A publication Critical patent/RU2001116861A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2216838C2 publication Critical patent/RU2216838C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: internal-combustion engines using electric fuel ignition. SUBSTANCE: spark plug designed for use in internal-combustion engines has metal body, electrodes, and insulator separating them; length of electrodes protruding to combustion chamber is close to or greater than cylinder radius; plug electrodes are hollow structures with cooling agent such as air passed through them. EFFECT: reduced combustion time of fuel-air mixture; enhanced engine efficiency and economic efficiency 1 cl, 4 dwg .

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с электроискровым зажиганием. The invention relates to internal combustion engines (ICE) with spark ignition.

В ДВС электроискровое зажигание используется наиболее часто. В большинстве ДВС электроискровые свечи зажигания (ЭС) расположены так, что искровые промежутки (центры воспламенения топливно-воздушной смеси) лишь незначительно выступают или вовсе не выступают в просвет камеры сгорания. При этом расстояние, пробегаемое фронтом горения от искрового промежутка до наиболее отдаленных от него областей камеры сгорания, максимально велико, а общее время сгорания топливно-воздушной смеси продолжительнее рабочего хода поршня. Чтобы обеспечить достаточно полное сгорание топливно-воздушной смеси и оптимальные характеристики изменения давления в камере сгорания используется "опережающее" зажигание, при котором от момента воспламенения до момента достижения поршнем верхней мертвой точки действует сила, направленная против вращения вала двигателя, заметно снижающая мощность и топливную экономичность ДВС. В связи с этим уменьшение времени сгорания топливно-воздушной смеси является важной технической задачей. Одним из подходов к решению этой задачи является укорочение длины пробега фронта горения топливно-воздушной смеси, что равносильно уменьшению времени ее горения. In ICE, spark ignition is most commonly used. In most internal combustion engines, electric spark plugs (ESs) are located so that the spark gaps (centers of ignition of the fuel-air mixture) only slightly protrude or do not protrude into the lumen of the combustion chamber. In this case, the distance traveled by the combustion front from the spark gap to the most distant areas of the combustion chamber is maximally large, and the total time of combustion of the fuel-air mixture is longer than the piston stroke. In order to ensure sufficiently complete combustion of the fuel-air mixture and optimal characteristics of the pressure change in the combustion chamber, “leading” ignition is used, in which from the moment of ignition to the moment when the piston reaches top dead center, a force is applied against the rotation of the engine shaft, significantly reducing power and fuel economy ICE. In this regard, reducing the combustion time of the fuel-air mixture is an important technical task. One approach to solving this problem is to shorten the path length of the combustion front of the fuel-air mixture, which is equivalent to reducing its burning time.

Укорочение длины пробега фронта горения достигается разными путями. Например, применением нескольких (2 и более) "обычных" ЭС, расположенных в разных частях одной камеры сгорания (DE 4001819 (Z2, Т9) А1); ИСМ В.65, 1991 г. , 18, с. 18). Использование 2 и более "обычных" ЭС в одной камере сгорания хотя и уменьшает время горения, но в принципе не может привести к максимально возможному его сокращению. При этом значительно усложняется конструкция ДВС. Shortening the path length of the combustion front is achieved in different ways. For example, the use of several (2 or more) "ordinary" ES located in different parts of the same combustion chamber (DE 4001819 (Z2, T9) A1); ISM B.65, 1991, 18, p. 18). The use of 2 or more “ordinary” ES in one combustion chamber, although it reduces the burning time, but in principle it cannot lead to its maximum reduction. This greatly complicates the design of the internal combustion engine.

Уменьшение длины пробега фронта горения и, следовательно, времени горения топливно-воздушрой смеси может достигаться использованием ЭС, у которых части электродов, выступающие в камеру сгорания, существенно удлинены по сравнению с "обычными" ЭС. У таких "удлиненных" ЭС искровой промежуток находится ближе к "отдаленным" областям камеры сгорания. То есть к областям, расположенным возле краев рабочей поверхности поршня, находящегося в нижних положениях. Reducing the path length of the combustion front and, consequently, the burning time of the fuel-air mixture can be achieved by using ES, in which the parts of the electrodes protruding into the combustion chamber are significantly elongated compared to "ordinary" ES. In such "elongated" ES, the spark gap is closer to the "remote" areas of the combustion chamber. That is, to the areas located near the edges of the working surface of the piston located in the lower positions.

Предложена ЭС (GB 1227926 А, 15.04.1971), внутрь которой для улучшения характеристик искры встроены катушки индуктивности и у которой пара тонких одинаковых электродов согласно приведенному в описании чертежу довольно значительно выступает в камеру сгорания. Эту ЭС можно рассматривать в качестве прототипа по признаку большой длины частей электродов, выступающих в камеру сгорания. Однако в изобретении не ставится задача сокращения времени горения топливно-воздушной смеси и в формуле изобретения увеличенная длина электродов не упоминается. Кроме того, не указывается охлаждение этих удлиненных электродов, вследствие чего по причине недостаточной теплоотдачи стенке камеры сгорания электроды должны перегреваться и воспламенять смесь подобно свечам накаливания. An ES has been proposed (GB 1227926 A, 04/15/1971), inside of which, to improve the characteristics of the spark, inductors are built in and in which a pair of thin identical electrodes protrudes quite significantly into the combustion chamber according to the drawing given in the description. This ES can be considered as a prototype based on the large length of the parts of the electrodes protruding into the combustion chamber. However, the invention is not intended to reduce the burning time of the air-fuel mixture, and in the claims, the increased length of the electrodes is not mentioned. In addition, cooling of these elongated electrodes is not indicated, due to which, due to insufficient heat transfer to the wall of the combustion chamber, the electrodes must overheat and ignite the mixture like glow plugs.

При использовании ЭС с электродами, значительно выступающими в камеру сгорания, проблема их охлаждения для предотвращения эффекта воспламенения от накаливания становится актуальной. Если у "обычных" ЭС электроды охлаждаются путем теплопередачи стенкам камеры сгорания, то для удлиненных ЭС такого охлаждения может быть недостаточно. When using ES with electrodes that protrude significantly into the combustion chamber, the problem of their cooling to prevent the effect of ignition from incandescent becomes relevant. If in "ordinary" ES electrodes are cooled by heat transfer to the walls of the combustion chamber, such an cooling may not be sufficient for elongated ES.

Описана ЭС для авиационных турбин, в которой поджигающий электрод защищается от перегрева в камере сгорания специальным металлическим экраном и охлаждается обдувающим его снаружи потоком воздуха (RU 2136094 С1, 27.08.99). Такое устройство не может быть использовано в поршневых ДВС. An ES for aircraft turbines is described, in which the ignition electrode is protected from overheating in the combustion chamber by a special metal screen and is cooled by an air stream blowing it from the outside (RU 2136094 C1, 08.28.99). Such a device cannot be used in piston ICEs.

Имеется ЭС для поршневых ДВС, у которой в область между электродами в такте всасывания подается атмосферный воздух, а в других тактах обратный поток газов перекрывается специальным клапаном (GB 223660; ИСМ, В.102, 1993 г. , 1). В данной ЭС воздух подается не для охлаждения электродов, а для их очистки. Причем охлаждение таким способом не может быть эффективным, поскольку воздух подается не во все такты и рассеивается между электродами и в камере сгорания. Кроме того, подобные клапаны не надежны и не обладают достаточным быстродействием. There is an ES for piston internal combustion engines, in which atmospheric air is supplied to the area between the electrodes in the suction stroke, and in other strokes the return gas flow is blocked by a special valve (GB 223660; ISM, V.102, 1993, 1). In this ES, air is not supplied to cool the electrodes, but to clean them. Moreover, cooling in this way cannot be effective, since air is not supplied to all cycles and is scattered between the electrodes and in the combustion chamber. In addition, such valves are not reliable and do not have sufficient speed.

Предложена ЭС для газовых турбин, поджигающий электрод которой охлаждается воздухом, продуваемым через находящиеся в нем каналы и попадающим в камеру сгорания (GB 2213874 А, 15.12.1987). Это устройство можно рассматривать в качестве прототипа предлагаемого изобретения по признаку охлаждения протекающим сквозь него воздухом. Подобное устройство трудно применимо для поршневых ДВС. Действительно, охлаждающий воздух самостоятельно может поступать через электрод только в такте всасывания и при этом требуется использовать ненадежный и инертный клапанный аппарат. Либо требуется подача через электрод воздуха под высоким давлением, что чрезмерно усложняет конструкцию ДВС. An ES is proposed for gas turbines, the ignition electrode of which is cooled by air, blown through the channels located in it and entering the combustion chamber (GB 2213874 A, 12/15/1987). This device can be considered as a prototype of the invention on the basis of cooling by air flowing through it. A similar device is difficult to apply for piston ICEs. Indeed, cooling air alone can enter through the electrode only in the suction stroke, and at the same time, it is required to use an unreliable and inert valve apparatus. Or it requires air supply through the electrode at high pressure, which unnecessarily complicates the design of the internal combustion engine.

В настоящей заявке предлагается устройство ЭС, которая существенно сокращает время горения смеси и в которой по-новому решена проблема охлаждения. This application proposes an ES device that significantly reduces the burning time of the mixture and in which the cooling problem is solved anew.

Эта ЭС состоит из тех же конструктивных элементов, что и "обычные" ЭС. У нее имеется: 1) металлический корпус, который с помощью резьбы ввинчивается в стенку камеры сгорания; 2) металлические электроды, один из которых конструктивно соединен с металлическим корпусом свечи, и, следовательно, с корпусом (массой) двигателя ("заземленный" электрод), а другой электрод служит для подачи формирующего искру напряжения ("активный"); 3) изолятор, электрически разобщающий указанные электроды, причем выступающие в камеру сгорания концы электродов разделены искровыми промежутками. This ES consists of the same structural elements as the "ordinary" ES. She has: 1) a metal case, which is screwed into the wall of the combustion chamber with the help of a thread; 2) metal electrodes, one of which is structurally connected to the metal housing of the candle, and, therefore, to the body (mass) of the engine ("grounded" electrode), and the other electrode serves to supply spark-forming voltage ("active"); 3) an insulator electrically disconnecting said electrodes, the ends of the electrodes protruding into the combustion chamber being separated by spark gaps.

Предлагаемая ЭС имеет следующие существенные признаки:
1. Части электродов, находящиеся внутри камеры сгорания, намного длиннее, чем у широко применяемых ЭС. Эти электроды имеют длину, близкую к величине радиуса цилиндра или больше этого радиуса. Благодаря этому искровой промежуток предлагаемой ЭС может быть установлен в таких областях камеры сгорания, в которых при воспламенении горючей смеси пробег фронта горения до отдаленных областей названной камеры значительно укорачивается. По этой причине приблизительно в той же мере уменьшается и время сгорания смеси (Фиг.1).
The proposed ES has the following essential features:
1. Parts of the electrodes inside the combustion chamber are much longer than those of widely used ES. These electrodes have a length close to or greater than the radius of the cylinder. Due to this, the spark gap of the proposed ES can be installed in such areas of the combustion chamber, in which when the combustible mixture is ignited, the path of the combustion front to remote areas of the said chamber is significantly shortened. For this reason, approximately the same time decreases and the combustion time of the mixture (Figure 1).

2. Электроды предлагаемой ЭС являются полыми, оптимальными по форме, размерам и сечениям (например, трубками). Причем эти полые электроды не открываются в камеру сгорания (не сообщаются с ней). Через электроды, для предотвращения перегрева и появления у свечи калильных свойств (воспламенение горючей смеси от раскаленных электродов) и оптимизации ее тепловых свойств, производится принудительный подвод и отвод воздуха или иного охлаждающего агента (Фиг.3) от подходящего источника разницы давлений. 2. The electrodes of the proposed ES are hollow, optimal in shape, size and cross-sections (for example, tubes). Moreover, these hollow electrodes do not open into the combustion chamber (do not communicate with it). Through the electrodes, in order to prevent overheating and appearance of glowing properties in the candle (ignition of a combustible mixture from hot electrodes) and to optimize its thermal properties, forced supply and removal of air or other cooling agent (Figure 3) from a suitable source of pressure difference is performed.

В зависимости от требований к времени горения смеси длина выступающих внутрь камер сгорания электродов данной ЭС может быть определенной для каждого ДВС. Эти электроды могут быть настолько длинны, что, например, в поршневых ДВС искровые промежутки могут располагаться даже ниже плоскости, проходящей через края рабочей поверхности поршня, находящегося в среднем положении. Depending on the requirements for the combustion time of the mixture, the length of the electrodes of the electrodes of the given ES protruding into the combustion chambers can be determined for each ICE. These electrodes can be so long that, for example, in piston ICE spark gaps can be located even below the plane passing through the edges of the working surface of the piston, which is in the middle position.

Чтобы электроды предлагаемой ЭС не мешали движению поршня, его рабочая поверхность должна иметь соответствующую форму. Например, рабочая поверхность может быть плоской при относительно небольшой длине выступающих в камеру частей электродов ЭС. Или, в случае очень длинных выступающих в камеру сгорания частей электродов ЭС, иметь специальную выемку, куда они погружаются, когда поршень поднимается в верхние положения, в частности в верхнюю мертвую точку. То есть при всех положениях рабочей поверхности поршня должно быть исключено ее касание выступающих в камеру сгорания электродов. So that the electrodes of the proposed ES do not interfere with the movement of the piston, its working surface must have an appropriate shape. For example, the working surface may be flat with a relatively small length of the protruding parts of the electrodes of the ES protruding into the chamber. Or, in the case of very long protruding parts of the ES electrodes protruding into the combustion chamber, have a special recess where they are immersed when the piston rises to its upper positions, in particular to its top dead center. That is, at all positions of the piston working surface, its contact with the electrodes protruding into the combustion chamber must be excluded.

Использование предлагаемой ЭС значительно укорачивает длину пробега фронта горения и время горения смеси. Поскольку в первом приближении общее время горения топливно-воздушной смеси в камере сгорания определяется тем временем, которое необходимо для того, чтобы фронт горения распространился от искрового промежутка до наиболее "отдаленных от него областей" камеры сгорания, то укорочение длины этого пробега пропорционально уменьшает время сгорания топливно-воздушной смеси. На Фиг.2 показано графически, насколько сокращается пробег фронта горения смеси при разных положениях искрового промежутка, то есть при разной длине частей выступающих в камеру сгорания электродов (соответственно и при разрой форме рабочей поверхности поршня). Видно, что для приведенных на чертежах положений искрового промежутка существенно (на 30-50% и даже более) укорачивается длина, которую пробегает фронт горения смеси до наиболее отдаленных от этого искрового промежутка областей камеры сгорания. Здесь отметим, что в данных случаях наиболее отдаленными от искрового промежутка областями камеры сгорания следует считать области возле местоположения краев рабочей поверхности поршня в момент открытия выпускных клапанов. Действительно, к моменту открытия выпускных клапанов горение топливно-воздушной смеси должно в основном заканчиваться, поскольку дальнейшее горение становится неэффективным. The use of the proposed ES significantly shortens the path length of the combustion front and the burning time of the mixture. Since, as a first approximation, the total burning time of the fuel-air mixture in the combustion chamber is determined by the time that is necessary for the combustion front to propagate from the spark gap to the most "distant regions" of the combustion chamber, shortening this path length proportionally reduces the combustion time fuel-air mixture. Figure 2 shows graphically how much the mileage of the combustion front of the mixture is reduced at different positions of the spark gap, that is, with different lengths of the parts of the electrodes protruding into the combustion chamber (respectively, when the working surface of the piston is broken). It can be seen that for the positions of the spark gap shown in the drawings, the length that the combustion front runs through to the areas of the combustion chamber farthest from this spark gap is significantly shortened (30–50% or even more). We note here that in these cases, the areas farthest from the spark gap areas of the combustion chamber should be considered the area near the location of the edges of the working surface of the piston at the time of opening the exhaust valves. Indeed, by the time the exhaust valves open, the combustion of the air-fuel mixture should basically end, since further combustion becomes ineffective.

Таким образом, наличие у предлагаемой ЭС "удлиненных" частей электродов, выступающих в камеру сгорания, позволяет производить воспламенение горючей смеси (при той же полноте ее сгорания) гораздо позднее, чем при использовании "обычных" ЭС. Thus, the presence of the "extended" parts of the electrodes protruding into the combustion chamber of the proposed ES allows ignition of the combustible mixture (with the same completeness of its combustion) much later than when using "ordinary" ES.

Фиг. 1. Местоположение в камере сгорания искровых промежутков предлагаемой и обычных ЭС. FIG. 1. The location in the combustion chamber of the spark gaps of the proposed and conventional ES.

1 - стенка камеры сгорания; 2 - рабочая поверхность поршня, находящегося в верхней мертвой точке; 3 - углубление в рабочей поверхности поршня. 1 - wall of the combustion chamber; 2 - the working surface of the piston located at top dead center; 3 - recess in the working surface of the piston.

А - искровой промежуток обычных свечей; Б и В - варианты расположения искрового промежутка у предлагаемых "длинных" ЭС. A - spark gap of ordinary candles; B and C - options for the location of the spark gap in the proposed "long" ES.

Фиг. 2. Сравнение наибольших длин пробегов фронтов горения топливно-воздушнои смеси в камере сгорания в случае предлагаемой и обычной ЭС. FIG. 2. Comparison of the longest path lengths of the combustion fronts of the fuel-air mixture in the combustion chamber in the case of the proposed and conventional ES.

1 - стенки камеры сгорания; 2 - рабочая поверхность поршня, находящегося в нижней мертвой точке; 3 - углубление рабочей поверхности поршня; 4 - местоположение рабочей поверхности поршня в момент открытия выпускных клапанов. 1 - walls of the combustion chamber; 2 - the working surface of the piston located at bottom dead center; 3 - deepening the working surface of the piston; 4 - location of the working surface of the piston at the time of opening of the exhaust valves.

А, Б и В - расположение искровых промежутков у обычной и предлагаемой ЭС (соответствуют Фиг. 1). О - наиболее отдаленная от электроискрового промежутка точка камеры сгорания у поверхности поршня в момент открытия выпускных клапанов. A, B and C - the location of the spark gaps in the usual and the proposed ES (correspond to Fig. 1). О is the point of the combustion chamber farthest from the spark gap at the piston surface at the moment of opening the exhaust valves.

Отрезок АО показывает длину наибольшего пробега фронта горения в случае обычной ЭС; отрезки БО и ВО показывают длину наибольшего пробега фронта горения в случае предлагаемой ЭС. The AO segment shows the length of the longest path of the combustion front in the case of a conventional ES; segments BO and BO show the length of the largest path of the combustion front in the case of the proposed ES.

Фиг.3. Устройство предлагаемой ЭС. Figure 3. The device of the proposed ES.

1 - корпус свечи с резьбой для крепления в стенке головки цилиндров; 2 - полый активный электрод; 3 - полый электрод, имеющий электрический контакт с корпусом свечи; 4 - электрод для подсоединения источника напряжения искры; 5 - диэлектрик, изолирующий активный электрод; 6 - искровой промежуток; 7 - выводы полых электродов с примерным направлением протока воздуха. 1 - candle body with thread for mounting in the wall of the cylinder head; 2 - hollow active electrode; 3 - a hollow electrode having electrical contact with the candle body; 4 - an electrode for connecting a spark voltage source; 5 - dielectric insulating active electrode; 6 - spark gap; 7 - the conclusions of the hollow electrodes with an approximate direction of the air flow.

Изображенный схематически на Фиг. 1 и Фиг.2 контур клиновидной камеры сгорания сохраняет пропорции реальной камеры сгорания одного из серийных автомобилей с ДВС. Из Фиг.2 следует, что отношение БО к АО составляет 70%, а отношение ВО к АО равняется 60%. То есть пробег фронта горения от электроискрового промежутка до наиболее отдаленной точки камеры сгорания в случае предлагаемой ЭС на 30 и 40% меньше, чем при использовании "обычной" ЭС. Приблизительно на ту же величину уменьшается и время, необходимое для сгорания топливно-воздушной смеси. В свою очередь это позволяет в поршневых ДВС производить воспламенение топливно-воздушной смеси намного позднее. Shown schematically in FIG. 1 and 2, the contour of the wedge-shaped combustion chamber preserves the proportions of the real combustion chamber of one of the production vehicles with ICE. From Figure 2 it follows that the ratio of BO to AO is 70%, and the ratio of BO to AO is 60%. That is, the mileage of the combustion front from the spark gap to the most distant point of the combustion chamber in the case of the proposed ES is 30 and 40% less than when using a "conventional" ES. Approximately the same amount decreases and the time required for combustion of the fuel-air mixture. In turn, this allows ignition of the fuel-air mixture in piston ICEs much later.

Если принять длительность эффективного горения смеси в цилиндре (от момента воспламенения до момента открытия выпускных клапанов) на холостом ходу приблизительно равной 150 угловым градусам, то предлагаемая ЭС позволяет сместить точку зажигания на 45-60 угловых градусов позднее обычного. То есть даже на довольно больших оборотах ДВС (4000-5000 и более оборотов в минуту) можно производить зажигание горючей смеси позднее прохождения поршнем верхней мертвой точки. С такой же полнотой сгорания смеси. При этом не возникает силы, направленной против движения вала поршневого ДВС. Следовательно, возрастают топливная экономичность и коэффициент полезного действия ДВС. Кроме того, приблизительно в 2 раза увеличивается скорость первоначального нарастания давления в рабочем такте, так как распространяющийся фронт горения имеет сферическую форму (а не полусферу, как в случае обычной свечи). Благодаря указанным существенным особенностям предлагаемой ЭС обеспечивается существенное возрастание топливной экономичности и коэффициента полезного действия ДВС. If we take the duration of effective combustion of the mixture in the cylinder (from the moment of ignition to the moment of opening the exhaust valves) at idle approximately equal to 150 angular degrees, then the proposed ES allows you to shift the ignition point by 45-60 angular degrees later than usual. That is, even at fairly high engine speeds (4000-5000 or more revolutions per minute), it is possible to ignite a combustible mixture after the piston passes the top dead center. With the same completeness of combustion of the mixture. In this case, there is no force directed against the movement of the piston ICE shaft. Consequently, fuel efficiency and ICE efficiency increase. In addition, the speed of the initial increase in pressure in the working cycle increases approximately 2 times, since the propagating combustion front has a spherical shape (and not a hemisphere, as in the case of a conventional candle). Thanks to these essential features of the proposed ES, a significant increase in fuel economy and the efficiency of the internal combustion engine is provided.

Время горения смеси может быть сокращено еще сильнее при использовании относительно более длинных электродов, чем приведенные на Фиг.1 и 2, с искровым промежутком находящимся еще ближе к "отдаленным" областям камерам сгорания, чем показано на чертеже. The burning time of the mixture can be reduced even more by using relatively longer electrodes than those shown in FIGS. 1 and 2, with the spark gap being even closer to the “distant” regions of the combustion chambers than shown in the drawing.

Другим способом увеличения эффективности предложенной ЭС является применение в одной ЭС двух и более независимых искровых промежутков, находящихся возле оси ЭС на оптимальном для данного ДВС расстоянии друг от друга. Например, подобная ЭС может включать в себя два полых "активных" электрода, напряжение искры на которые подается от независимых источников (причем необязательно одновременно) и один полый электрод, соединенный с "массой" ДВС. В этом случае время пробега фронта горения смеси может уменьшаться даже более, чем в 2 раза, а скорость нарастания давления в камере сгорания может увеличиться приблизительно в 4 раза. Another way to increase the efficiency of the proposed ES is the use of two or more independent spark gaps in one ES located near the axis of the ES at an optimum distance from each other for this ICE. For example, such an ES can include two hollow "active" electrodes, the spark voltage to which is supplied from independent sources (and optionally simultaneously) and one hollow electrode connected to the "mass" of the internal combustion engine. In this case, the travel time of the combustion front of the mixture can be reduced even more than 2 times, and the rate of increase in pressure in the combustion chamber can increase by about 4 times.

Очевидно, что электроды предлагаемой ЭС, расположенные в камере сгорания, вследствие большой длины и недостаточного охлаждения путем теплоотдачи стенке камеры сгорания подвержены перегреву. Это может привести к возникновению у предлагаемой ЭС свойств, присущих свечам накаливания, и преждевременному воспламенению топливно-воздушной смеси. В предлагаемой ЭС, для исключения этого негативного для ДВС явления, электроды (полые, металлические, оптимальной формы и сечения) охлаждаются протекающим через них охлаждающим агентом. Например, воздухом от источников разницы давлений в области дроссельных заслонок. Таким способом в электродах предлагаемой ЭС может поддерживаться тепловой режим, наиболее выгодный для ДВС. It is obvious that the electrodes of the proposed ES located in the combustion chamber, due to the long length and insufficient cooling by heat transfer to the wall of the combustion chamber, are subject to overheating. This can lead to the appearance of the proposed ES properties inherent in glow plugs, and premature ignition of the fuel-air mixture. In the proposed ES, to eliminate this negative phenomenon for ICE, the electrodes (hollow, metal, optimal shape and cross-section) are cooled by a cooling agent flowing through them. For example, air from sources of differential pressure in the area of throttle valves. In this way, in the electrodes of the proposed ES, the thermal regime that is most advantageous for the internal combustion engine can be maintained.

Электроды предлагаемой ЭС, выступающие в камеру сгорания, несмотря на свою относительно большую длину, не мешают движению клапанов. Действительно, эти электроды имеют относительно небольшие поперечные размеры и могут быть расположены в пространстве, находящемся между зонами движения клапанов. Благодаря этому внедрение предлагаемой ЭС не требует значительных изменений конструкций ДВС. The electrodes of the proposed ES, protruding into the combustion chamber, despite their relatively large length, do not interfere with the movement of the valves. Indeed, these electrodes have relatively small transverse dimensions and can be located in the space located between the zones of movement of the valves. Due to this, the implementation of the proposed engine does not require significant changes in the design of the internal combustion engine.

Предлагаемая ЭС открывает большое поле для модификаций: оптимизации расположения и конструкции искрового промежутка (искровых промежутков), оптимизации теплового режима и характеристик изменения давления в рабочем такте, улучшения эксплуатационных качеств, изменения момента зажигания горючей смеси и многое другое. The proposed ES opens up a large field for modifications: optimizing the location and design of the spark gap (spark gaps), optimizing the thermal regime and characteristics of pressure changes in the operating cycle, improving performance, changing the ignition moment of the combustible mixture, and much more.

Claims (1)

Электроискровая свеча зажигания для двигателей внутреннего сгорания, включающая в себя металлические корпус, электроды и разделяющий их изолятор, отличающаяся тем, что длина электродов, выступающих в камеру сгорания, близка к величине радиуса цилиндра или больше этого радиуса, причем электроды свечи являются полыми и через них для охлаждения пропускается охлаждающий агент, например воздух. An electric spark plug for internal combustion engines, including a metal casing, electrodes and an insulator separating them, characterized in that the length of the electrodes protruding into the combustion chamber is close to or greater than the radius of the cylinder, the spark electrodes being hollow and through them a cooling agent, such as air, is passed for cooling.
RU2001116861/06A 2001-06-21 2001-06-21 Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines RU2216838C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116861/06A RU2216838C2 (en) 2001-06-21 2001-06-21 Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001116861/06A RU2216838C2 (en) 2001-06-21 2001-06-21 Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001116861A RU2001116861A (en) 2003-03-20
RU2216838C2 true RU2216838C2 (en) 2003-11-20

Family

ID=32026679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001116861/06A RU2216838C2 (en) 2001-06-21 2001-06-21 Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2216838C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6013973A (en) Spark plug having a sub-combustion chamber for use in fuel ignition systems
US7448352B2 (en) Centrally located ignition source in a combustion chamber
US4363300A (en) Four-cycle internal combustion engine and associated methods of fuel combustion
ES2821656T3 (en) Spark plug for an internal combustion engine
US2770227A (en) Combustion chamber
US4059079A (en) Internal combustion engine
RU2216838C2 (en) Spark plug affording considerable reduction of fuel-air mixture combustion time in internal- combustion engines
CA2321616A1 (en) Spark plug providing improved operating characteristics
RU2230912C2 (en) Electric spark plug for internal combustion engine cooled by air flowing through electrodes and decreasing burning time of fuel-air mixture
US4325332A (en) Air injection system for internal combustion engines
JP7447656B2 (en) Spark plug
JP2554245B2 (en) Single-over headed cam type engine
US2718221A (en) Combustion chamber
US2736306A (en) Combustion chamber
US2519273A (en) Spark plug
US1757399A (en) Cylinder-head combustion chamber
US1833445A (en) Combustion chamber for internal combustion engines
US1474003A (en) Internal-combustion engine
US2942594A (en) Combustion chamber
US1797817A (en) Spark plug
RU2763968C1 (en) Spark plug of a gas internal combustion engine with a variable compression ratio
US11873754B2 (en) Multiple cylinder engine
US1861045A (en) Combustion chamber for internal combustion engines
US1749327A (en) Combustion chamber
JP2001132604A (en) Ignition device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040622