RU2545012C1 - Igniter of internal combustion engine - Google Patents

Igniter of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2545012C1
RU2545012C1 RU2013151755/07A RU2013151755A RU2545012C1 RU 2545012 C1 RU2545012 C1 RU 2545012C1 RU 2013151755/07 A RU2013151755/07 A RU 2013151755/07A RU 2013151755 A RU2013151755 A RU 2013151755A RU 2545012 C1 RU2545012 C1 RU 2545012C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prechamber
internal combustion
combustion engine
cavity
chamber
Prior art date
Application number
RU2013151755/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
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 Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2013151755/07A priority Critical patent/RU2545012C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2545012C1 publication Critical patent/RU2545012C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: igniter of an internal combustion engine includes an ignition plug and a prechamber with a cavity having a threaded hole for installation of the ignition plug and a threaded section for screwing the prechamber into a head of cylinders, as well as an ignition chamber of cylindrical shape and a bottom with a central hole and side holes made in it. The prechamber consists of two parts. The ignition plug is screwed into the first part, and the second part is screwed on the inside of the head of cylinders. Inside the second part there is an additional chamber, to which there opened is a central axial hole and side holes. Total surface area of all the holes is larger than cross-sectional area of the prechamber cavity. Surface area of the central axial hole can be larger than cross-section area of the prechamber cavity. Side holes can be radial. Side holes can be tangential. Side holes can be made at an angle to the prechamber axis.
EFFECT: creation of a simple igniter with small dimensions, which provides improvement of ignition reliability at reduction of fuel consumption and emission of hazardous substances.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к свечам зажигания, в частности к улучшенной свече зажигания, которая способна значительно улучшить эффективность распространения искры зажигания и эффективность сжигания топлива при использовании в двигателе внутреннего сгорания - ДВС как карбюраторных, так и инжекторных и дизельных, а также в роторных двигателях, газопоршневых и других типах двигателей и в энергетических установках.The invention relates to spark plugs, in particular to an improved spark plug, which can significantly improve the efficiency of distribution of the spark and the efficiency of fuel combustion when used in an internal combustion engine - ICE as carburetor, injection and diesel, as well as in rotary engines, gas engines and other types of engines and in power plants.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Обычно боковой заземленный электрод свечи зажигания изогнут и имеет L-образную форму, будучи перпендикулярным к направлению осевого центрального электрода так, чтобы поперечное сечение разрядной части, так называемой «мини-форкамеры», обращенной к осевому центральному электроду, было прямоугольным.Usually the lateral grounded electrode of the spark plug is bent and L-shaped, being perpendicular to the direction of the axial central electrode so that the cross section of the discharge part, the so-called “mini-chamber”, facing the axial central electrode, is rectangular.

Когда возникает искровой разряд свечи зажигания, искра появляется между осевым центральным электродом и концевой разрядной частью заземленного электрода, расположенной ниже осевого центрального электрода. Газовая смесь в искровом промежутке, сформированном этими электродами, воспламеняется за счет искры так, что сжатая газовая смесь воспламеняется сначала в «мини-форкамере» между электродами, а потом горизонтально истекающий факел воспламеняет остальную ТВС. В обычных конструкциях высокое давление газа, вызванное воспламенением, может быть заблокировано концевой разрядной частью так, что эффект распространения горения на воздушно-топливную газовую смесь в камере сгорания является недостаточно хорошим. А запуск двигателя при отрицательных температурах вообще вызывает затруднение из-за охлаждения воспламеняющего факела от холодных металлических частей головки цилиндра.When a spark discharge occurs, the spark appears between the axial central electrode and the end discharge part of the grounded electrode located below the axial central electrode. The gas mixture in the spark gap formed by these electrodes is ignited by the spark so that the compressed gas mixture is ignited first in the “mini-chamber” between the electrodes, and then the horizontally expiring torch ignites the rest of the fuel assembly. In conventional designs, the high gas pressure caused by ignition can be blocked by the end discharge part so that the effect of the propagation of combustion on the air-fuel gas mixture in the combustion chamber is not good enough. And starting the engine at low temperatures generally causes difficulty due to the cooling of the flaming flame from the cold metal parts of the cylinder head.

Когда остаточный углерод (продукт неполного сгорания топливовоздушной смеси - ТВС) остается в искровом промежутке между электродами, то углерод может накапливаться и изменяться от фазы частиц до фазы соединения на поверхностях электродов так, что между электродами может возникнуть короткое замыкание. В таком состоянии, даже при подаче напряжения, искра может не возникать, что ведет к серьезным проблемам вплоть до остановки двигателя или выпуску топливовоздушной смеси через выхлопную трубу без сгорания. Когда несгоревшая газовая смесь выпускается в выхлопную трубу, часто проявляется эффект обратной вспышки, при этом проявляется аварийный эффект и снижается эффективность сгорания. Выход из строя одного из нескольких цилиндров может длительное время оставаться без внимания, что приведет к поломке двигателя из-за дисбаласа роторных частей.When the residual carbon (the product of incomplete combustion of the fuel-air mixture - FA) remains in the spark gap between the electrodes, carbon can accumulate and change from the phase of the particles to the phase of the connection on the surfaces of the electrodes so that a short circuit can occur between the electrodes. In this state, even when voltage is applied, a spark may not occur, which leads to serious problems up to stopping the engine or releasing the air-fuel mixture through the exhaust pipe without combustion. When an unburned gas mixture is discharged into the exhaust pipe, a reverse flash effect is often manifested, with an emergency effect and a reduced combustion efficiency. Failure of one of several cylinders can remain unattended for a long time, which will lead to engine failure due to imbalance of rotor parts.

Во время работы ДВС из-за коррозии может появиться трещина на конце осевого центрального электрода, что приводит к возникновению критического повреждения. Срок службы свечи зажигания может снизиться из-за такого дефектаDuring the operation of the internal combustion engine, a crack may appear at the end of the axial central electrode due to corrosion, which leads to critical damage. Spark plug life may be reduced due to such a defect.

Известна свеча зажигания по патенту РФ на изобретение №2366053, МПК H01T 13/20, опубл. 27.08.2009 г. Эта свеча зажигания содержит центральный электрод и боковой электрод цилиндрической формы, между ними образуется «мини-форкамера». Искровой разряд осуществляется на цилиндрическую стенку, а выход продуктов сгорания осуществляется в кольцевой зазор.Known spark plug according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2366053, IPC H01T 13/20, publ. August 27, 2009. This spark plug contains a central electrode and a side electrode of cylindrical shape, between them a “mini-chamber” is formed. Spark discharge is carried out on a cylindrical wall, and the output of combustion products is carried out in an annular gap.

Недостатки этой свечи - возможное засорение кольцевого зазора из-за отложения твердых частиц продуктов сгорания на обоих электродах, особенно при работе на обогащенной смеси.The disadvantages of this candle are the possible clogging of the annular gap due to the deposition of solid particles of combustion products on both electrodes, especially when working on an enriched mixture.

Известна свеча зажигания по патенту РФ на изобретение №2366052, МПК H01T 13/00, опубл. 27.08.2009 г. Эта свеча содержит центральный электрод и Г-образный боковой электрод, плоскость которого скручена по длине для создания вихревого движения продуктов сгорания.Known spark plug according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2366052, IPC H01T 13/00, publ. August 27, 2009. This candle contains a central electrode and a L-shaped side electrode, the plane of which is twisted along the length to create a vortex motion of the combustion products.

Недостаток - плохой запуск двигателя при отрицательных температурах.The disadvantage is poor engine starting at low temperatures.

Известна свеча зажигания по патенту РФ на изобретение №2360342, МПК H01T 13/54, опубл. 27.06.2009 г.Known spark plug according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2360342, IPC H01T 13/54, publ. 06/27/2009

Эта свеча содержит центральный и боковой электроды и две форкамеры, установленные последовательно.This candle contains a central and side electrodes and two prechambers mounted in series.

Недостатки: конструктивная сложность свечи, ее большие осевые габариты и высокая стоимость.Disadvantages: constructive complexity of the candle, its large axial dimensions and high cost.

Известно, что для бесперебойной работы свечи зажигания нижняя часть изолятора (тепловой конус) должна иметь температуру примерно 500-600°C. При температуре ниже указанной на свече образуется слой нагара и она начинает работать с перебоями. Недостаточная температура нагрева изолятора и электродов свечи особенно сильно проявляется при запуске холодного двигателя в условиях отрицательных температур, когда пары топлива частично конденсируются и надежность воспламенения смеси обусловлена не только ее ионизацией, но и нагревом прилегающего к электродам объема газа. Для повышения надежности работы системы зажигания в условиях отрицательных температур применяют свечи с принудительным электроподогревом.It is known that for the trouble-free operation of the spark plug, the lower part of the insulator (thermal cone) should have a temperature of about 500-600 ° C. At a temperature lower than indicated on the candle, a layer of soot forms and it begins to work intermittently. The insufficient heating temperature of the insulator and the spark plug electrodes is especially pronounced when the cold engine starts at negative temperatures, when the fuel vapor partially condenses and the ignition reliability of the mixture is due not only to its ionization, but also to the heating of the gas volume adjacent to the electrodes. To increase the reliability of the ignition system in conditions of negative temperatures, candles with forced electric heating are used.

Известна, например, свеча зажигания, содержащая металлический корпус, изолятор и нагревательный элемент, размещенный в кольцевой проточке, выполненной на боковой стенке изолятора, в его части, закрытой корпусом по АС СССР №1802382, МПК H01T 13/00, опубл. 1993 г.Known, for example, a spark plug containing a metal casing, an insulator and a heating element, placed in an annular groove made on the side wall of the insulator, in its part, closed by a casing according to the USSR AS No. 1802382, IPC H01T 13/00, publ. 1993 year

Недостатком такой конструкции является то, что нагревательный элемент может быть встроен в свечу только при ее изготовлении. Однако актуальной является также задача модернизации уже изготовленных свечей.The disadvantage of this design is that the heating element can be integrated into the candle only during its manufacture. However, the urgent task is the modernization of already made candles.

Известна свеча зажигания, содержащая «мини-форкамеру» по патенту РФ на изобретение №2356145, МПК H01T 13/20, опубл. 20.05.2009 г.Known spark plug containing "mini-prechamber" according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2356145, IPC H01T 13/20, publ. 05/20/2009

Эта свеча зажигания содержит осевой центральный электрод для искрового разряда и боковой заземленный электрод, находящийся напротив осевого центрального электрода относительно искрового промежутка, с круглой частью в плане, имеющей центральное круглое отверстие, выполненное на разрядном конце бокового округлого электрода. При этом свеча зажигания включает множество спиральных выступов, которые выступают из внутренней стороны круглой части в направлении центрального круглого отверстия так, чтобы сформировать турбулентный поток в газовой смеси, когда газ, сжатый во время хода сжатия, подается в искровой промежуток через центральное круглое отверстие. Техническим результатом является улучшение эффективности распространения искры за счет обеспечения лучшего смешивания в искровом промежутке между электродами, обеспечение функции генерации турбулентного потока, а также увеличение силы воспламенения.This spark plug contains an axial central electrode for a spark discharge and a side grounded electrode opposite the axial central electrode relative to the spark gap, with a circular portion in plan having a central circular hole formed at the discharge end of the lateral rounded electrode. In this case, the spark plug includes a plurality of spiral projections that protrude from the inner side of the circular part in the direction of the central circular opening so as to form a turbulent flow in the gas mixture when gas compressed during the compression stroke is supplied into the spark gap through the central circular opening. The technical result is to improve the efficiency of spark propagation by providing better mixing in the spark gap between the electrodes, providing a function of generating a turbulent flow, and also increasing the ignition force.

Недостатки этого устройства: низкая эффективность искрового разряда, обусловленная несоответствием формы, размером и взаимного расположения электродов оптимальным для электрического разряда в газовом промежутке. Недостатком является то, что площадь центрального отверстия выполнена меньше площади поперечного сечения центрального электрода. Это дает несколько отрицательных результатов. Закручивающее устройство мало эффективно и не выполняет своей функции по двум причинам:The disadvantages of this device: low efficiency of the spark discharge, due to the mismatch of the shape, size and relative position of the electrodes is optimal for an electric discharge in the gas gap. The disadvantage is that the area of the Central hole is made smaller than the cross-sectional area of the Central electrode. This gives several negative results. The twisting device is not very effective and does not perform its function for two reasons:

- средства закрутки имеют очень маленькую высоту (из-за небольшого диаметра отверстия) и, располагаясь в пределах пограничного слоя потока, не влияют на характер движения основной массы потока, истекающего из отверстия,- spinning means have a very small height (due to the small diameter of the hole) and, being located within the boundary layer of the stream, do not affect the nature of the movement of the bulk of the stream flowing from the hole,

- закрутка осуществляется в горизонтальной плоскости, что не способствует внедрению факела в значительный объем камеры сгорания цилиндра ДВС, который обычно располагается ниже свечи.- the spin is carried out in a horizontal plane, which does not contribute to the introduction of the torch into a significant volume of the combustion chamber of the internal combustion engine cylinder, which is usually located below the candle.

Кроме того, этому техническому решению присущи еще несколько недостатков:In addition, this technical solution has several more disadvantages:

- отверстие малого диаметра легче забивается продуктами неполного сгорания ТВС,- a small diameter hole is more easily clogged by products of incomplete combustion of fuel assemblies,

- отверстие выполняет роль выходного сопла «мини-форкамекры» и при малой площади отверстия мощность факела незначительная и не может обеспечить запуск ДВС при отрицательных температурах. Роль второго сопла выполняют боковые зазоры между центральным и боковым электродами, но истекающие из них вдоль головки непрогретого цилиндра продукты сгорания резко охлаждаются и не могут воспламенить весь объем камеры сгорания цилиндра. Традиционно применяемый способ запуска с обогащением ТВС приводит к перерасходу топлива, износу поршневой системы ДВС и к отложению копоти па электродах.- the hole acts as the output nozzle of the “mini-camcorder” and with a small area of the hole, the torch power is insignificant and cannot ensure the start of the ICE at negative temperatures. The role of the second nozzle is played by the lateral gaps between the central and side electrodes, but the combustion products flowing out along the head of the unheated cylinder are sharply cooled and cannot ignite the entire volume of the combustion chamber of the cylinder. The traditionally used method of starting with fuel assembly enrichment leads to excessive fuel consumption, wear of the internal combustion engine piston system and to soot deposition on the electrodes.

Известен воспламенитель по патенту РФ на изобретение №2169885, МПК F23Q 9/00, опубл. 27.06.2001 г.Known igniter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2169885, IPC F23Q 9/00, publ. 06/27/2001

Признаки, общие с предложенным техническим решением: корпус форкамеры полость воспламенения и отверстия подачи ТВС в форкамеру и выброса факела.Signs common with the proposed technical solution: prechamber housing, ignition cavity and fuel supply holes in the prechamber and torch discharge.

Недостатки прототипа: большие габариты. Вес и конструктивная сложность из-за наличия большого количества деталей. В то же время при уменьшении габаритов форкамеры она не будет выполнять своей основной функции; надежно воспламенять ТС (топливовоздушную смесь.).The disadvantages of the prototype: large dimensions. Weight and structural complexity due to the presence of a large number of parts. At the same time, with a decrease in the size of the prechamber, it will not fulfill its main function; reliably ignite the vehicle (air-fuel mixture.).

Известна форкамера ДВС по патенту РФ на полезную модель №16, МПК F02B 19/16, опубл. 25.06.1994 г.Known pre-chamber ICE according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 16, IPC F02B 19/16, publ. 06/25/1994

Выносная форкамера для двигателя внутреннего сгорания с движущимся потоком топлива на воздушной смеси, содержащая корпус, полость со свечой зажигания и переходной канал, отличающаяся тем, что в сопло переходного канала помещена пластина-завихритель, закрученная на угол поворота (1/2)*пи - (2/3)*пи рад (90-120°).A remote prechamber for an internal combustion engine with a moving fuel flow in an air mixture, comprising a housing, a cavity with a spark plug and a transition channel, characterized in that a swirl plate is placed in the transition channel nozzle, twisted by an angle of rotation (1/2) * pi - (2/3) * pi rad (90-120 °).

Недостаток - сложность конструкции.The disadvantage is the complexity of the design.

Известна форкамера ДВС по св. РФ на полезную модель №60635, МПК F02D 19/10, опубл. 27.01.2007 г.Known pre-chamber ICE for St. RF for utility model No. 60635, IPC F02D 19/10, publ. 01/27/2007

Вихревая форкамера двигателя внутреннего сгорания по этому патенту содержит цилиндрический корпус с наружной и внутренней резьбами, внутренней полостью, нижним отверстием и боковыми факельными каналами, при этом боковые факельные каналы имеют три угла отклонения в пространстве форкамеры. Нижнее и боковые отверстия расположены на коническом днище.The vortex prechamber of an internal combustion engine according to this patent comprises a cylindrical body with external and internal threads, an internal cavity, a lower hole and side flare channels, while the side flare channels have three deflection angles in the chamber chamber. The lower and side openings are located on a conical bottom.

Недостаток - низкая эффективность форкамеры вследствие того, что суммарная площадь отверстий меньше площади поперечного сечения камеры воспламенения. Это приводит к дросселирования при заполнении камеры ТВС и уменьшение ее дозы и мощности факелов воспламенения. Увеличение площади отверстий технически неосуществимо из-за того, что это приведет к выступанию конического днища внутрь цилиндра двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage is the low efficiency of the prechamber due to the fact that the total area of the holes is less than the cross-sectional area of the ignition chamber. This leads to throttling when filling the fuel assembly chamber and a decrease in its dose and the power of the ignition torches. The increase in the area of the holes is technically impossible due to the fact that this will lead to the protrusion of the conical bottom inside the cylinder of the internal combustion engine.

Известна форкамера ДВС по патенту РФ на полезную модель №30396, МПК F02B 19/00, опубл. 27.06.2003 г., прототип.Known pre-chamber ICE according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 30396, IPC F02B 19/00, publ. 06/27/2003, the prototype.

Форкамера двигателя внутреннего сгорания содержит полость (камеру воспламенения), осевой факельный канал и боковые факельные каналы, выполненные под углом к продольной оси, боковые факельные каналы в плане выполнены под углом к радиусам, проходящим через ось форкамеры, и расположены на коническом днище. Коническое днище имеет большой угол при вершине от 60 до 90 град, т.к. при малых углах его длина будет велика и возможно задевание поршня в верхней мертвой точке. Так как длина конического днища ограничена, то ограничено и количество отверстий и их площадь. Кроме того, углы установки всех боковых отверстий одинаковые, что ограничивает диаметр общего воспламеняющего факела. Эффект закрутки недостаточен, так как объем форкамеры составляет менее 1% от объема цилиндра ДВС и весь объем ТВС в полости цилиндра невозможно закрутить.The prechamber of the internal combustion engine contains a cavity (ignition chamber), an axial flare channel and side flare channels made at an angle to the longitudinal axis, side flare channels in plan are made at an angle to the radii passing through the axis of the prechamber, and are located on a conical bottom. The conical bottom has a large angle at the apex from 60 to 90 degrees, because at small angles, its length will be large and the piston may be grazed at top dead center. Since the length of the conical bottom is limited, both the number of holes and their area are limited. In addition, the installation angles of all side holes are the same, which limits the diameter of the total flammable flame. The twist effect is insufficient, since the volume of the prechamber is less than 1% of the volume of the engine cylinder and the entire volume of the fuel assembly in the cylinder cavity cannot be twisted.

Недостаток этого технического решения: низкая эффективность форкамеры вследствие того, что суммарная площадь отверстий меньше площади поперечного сечения камеры воспламенения. Это приводит к дросселированию при заполнении камеры ТВС и уменьшению ее дозы и, как следствие, мощности факелов воспламенения.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of the prechamber due to the fact that the total area of the holes is less than the cross-sectional area of the ignition chamber. This leads to throttling when filling the fuel assembly chamber and reducing its dose and, as a consequence, the power of the ignition torches.

Задачей создания изобретения, соответствующей достигнутому техническому результату, является создание простого воспламенителя малых габаритов, обеспечивающего более надежное зажигание при запуске ДВС особенно при низких температурах, более полное сгорание ТВС и надежность.The objective of the invention, corresponding to the achieved technical result, is to create a simple small-sized igniter that provides more reliable ignition when starting the engine especially at low temperatures, more complete combustion of the fuel assemblies and reliability.

Решение указанных задач в воспламенителе двигателя внутреннего сгорания, содержащем свечу зажигания и форкамеру с полостью, имеющей резьбовое отверстие для установки свечи зажигания, и резьбовой участок для вворачивания форкамеры в головку цилиндров, камеру воспламенения цилиндрической формы, днище с центральным и боковыми отверстиями в нем, достигается тем, что согласно изобретению форкамера выполнена из двух деталей, в первую ввернута свеча зажигания, а вторая ввернута с внутренней стороны головки цилиндров, внутри нее выполнена полость воспламенения, на ней выполнено центральное осевое и боковые отверстия, при этом общая площадь всех отверстий выполнена больше площади поперечного сечения полости форкамеры. Площадь центрального осевого отверстия может быть выполнена больше площади поперечного сечения полости форкамеры. Боковые отверстия могут быть выполнены радиальными. Боковые отверстия могут быть выполнены тангенциальными. Боковые отверстия могут быть выполнены под углом к оси форкамеры.The solution of these problems in the ignitor of an internal combustion engine containing a spark plug and a prechamber with a cavity having a threaded hole for installing the spark plug, and a threaded section for screwing the prechamber into the cylinder head, a cylindrical ignition chamber, a bottom with central and side holes in it, is achieved the fact that according to the invention the prechamber is made of two parts, the spark plug is screwed into the first, and the second is screwed from the inside of the cylinder head, inside it is made by awn ignition thereon formed with a central axial and lateral openings, wherein the total area of all openings is formed larger cross-sectional area of the prechamber cavity. The area of the central axial hole can be made larger than the cross-sectional area of the cavity of the prechamber. Side holes can be made radial. Side holes can be made tangential. Side holes can be made at an angle to the axis of the prechamber.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1…4, гдеThe invention is illustrated in the drawings of figures 1 ... 4, where

- на фиг.1 представлен воспламенитель в сборе,- figure 1 shows the igniter assembly,

- на фиг.2 приведен корпус форкамеры в сборе,- figure 2 shows the housing of the prechamber assembly,

- на фиг.3 приведен разрез А-А,- figure 3 shows a section aa,

- на фиг.4 приведена первая деталь форкамеры,- figure 4 shows the first part of the prechamber,

Воспламенитель ДВС (фиг.1…4) содержит свечу зажигания 1 и форкамеру 2, которая состоит из двух деталей: первой с резьбовым отверстием 3 для установки свечи зажигания 1 и второй детали 5 с резьбовым участком 6 на цилиндрической части 7 для вворачивания форкамеры 2 в головку цилиндров 8, полость 9 форкамеры 2, дополнительную камеру 10 осесимметричной формы, центральное отверстие 11 и боковые отверстиями 12 во второй детали 5. Особенностью этой конструкции является то, что вторая деталь 5 ввинчивается в головку цилиндров 8 с ее внутренней стороны (со стороны полости цилиндра). Это позволило значительно увеличить поперечные размеры форкамеры 2, не увеличивая ее осевых габаритов, особенно части, выступающей внутрь цилиндра. В свою очередь, это позволило выполнить общую площадь отверстий 11 и 12 больше площади поперечного сечения дополнительной камеры 10 и тем более полости 10 форкамеры 2.The internal combustion engine igniter (FIGS. 1 ... 4) contains a spark plug 1 and a pre-chamber 2, which consists of two parts: the first with a threaded hole 3 for installing the spark plug 1 and the second part 5 with a threaded section 6 on the cylindrical part 7 for screwing the pre-chamber 2 into cylinder head 8, cavity 9 of the prechamber 2, additional axisymmetric chamber 10, a central hole 11 and side holes 12 in the second part 5. A feature of this design is that the second part 5 is screwed into the cylinder head 8 from its inside (from the side ony cavity of the cylinder). This made it possible to significantly increase the transverse dimensions of the prechamber 2 without increasing its axial dimensions, especially the part protruding into the cylinder. In turn, this allowed the total area of the holes 11 and 12 to be larger than the cross-sectional area of the additional chamber 10 and, moreover, the cavity 10 of the prechamber 2.

Более того, возможно выполнить площадь центрального отверстия 11 больше площади поперечного сечения дополнительной камеры 10, для этого необходимо выполнить соотношение D2≥D1.Moreover, it is possible to fulfill the area of the Central hole 11 is larger than the cross-sectional area of the additional chamber 10, for this it is necessary to fulfill the ratio D2≥D1.

Боковые отверстия 12 могут быть выполнены радиально (фиг.1). Боковые отверстия 12 могут быть выполнены тангенциально (фиг.3). Боковые отверстия 12 могут быть выполнены под углом к оси форкамеры 2 (фиг.4).Side holes 12 can be made radially (figure 1). Side holes 12 can be performed tangentially (figure 3). Side holes 12 can be made at an angle to the axis of the prechamber 2 (figure 4).

При работе воспламенителя, например в составе ДВС (фиг.1…4), в состав которого входит воспламенитель, после впрыска ТВС (топливовоздушной смеси) ее часть через отверстии 10 и 11 попадает в камеру воспламенения 10 и в полость 9 форкамеры 2.During operation of the igniter, for example, as part of the internal combustion engine (Fig. 1 ... 4), which includes the igniter, after injection of the fuel assembly (air-fuel mixture), part of it through the openings 10 and 11 enters the ignition chamber 10 and into the cavity 9 of the prechamber 2.

В цикле «рабочий ход» продукты сгорания предварительно воспламеняются свечой зажигания 1 в полости 9, потом продукты неполного сгорания, имеющие очень высокую температуру, проходят в камеру воспламенения 10, где ТВС полностью сгорает и с огромной скоростью выбрасываются из дополнительной камеры 10 через отверстия 11 и 12 в полость камеры сгорания цилиндра ДВС и воспламеняют весь заряд ТВС, имеющийся в ней. При этом, за счет того, что общая площадь отверстий 11 и 12 больше, чем площадь поперечного сечения дополнительной камеры 10, отверстия 11 и 12 не дросселируют поток ТВС при его поступлении в дополнительную камеру 10. Вследствие этого объем заряда ТВС в дополнительной камере 10 возрастает. В цикле рабочий ход из-за большей общей площади отверстий 11 и 12 по сравнению с прототипом мощность воспламеняющего также факела возрастает.In the “stroke” cycle, the combustion products are preliminarily ignited by the spark plug 1 in the cavity 9, then the products of incomplete combustion having a very high temperature pass into the ignition chamber 10, where the fuel assembly completely burns out and is emitted from the additional chamber 10 at high speed through openings 11 and 12 into the cavity of the combustion chamber of the internal combustion engine cylinder and ignite the entire charge of the fuel assembly existing in it. Moreover, due to the fact that the total area of the holes 11 and 12 is larger than the cross-sectional area of the additional chamber 10, the holes 11 and 12 do not throttle the fuel assembly stream when it enters the additional chamber 10. As a result, the charge volume of the fuel assembly in the additional chamber 10 increases . In the cycle, the stroke due to the larger total area of the holes 11 and 12 compared to the prototype, the power of the flaming flame also increases.

Большие поперечные габариты дополнительной камеры 10 позволяют разместить на ней максимально количество отверстий большого диаметра при минимальном выступании форкамеры внутрь цилиндра ДВС. Кроме того, возможно расположить боковые отверстия практически под любым углом к оси форкамеры и тангенциально.The large transverse dimensions of the additional chamber 10 allow you to place on it the maximum number of holes of large diameter with a minimum protrusion of the prechamber inside the engine cylinder. In addition, it is possible to arrange the side openings at almost any angle to the axis of the prechamber and tangentially.

Такая организация процесса воспламенения ТВС обеспечит 100% воспламенение даже в самых плохих условиях при низкой температуре и высокой влажности. Также этот подход может быть применен на двигателях, работающих на криогенных топливах: водороде и сжиженном природном газе. Для воспламенения криогенного топлива, имеющего очень низкую температуру, не понадобится значительно увеличивать мощность свечи зажигания. Особенно хорошо этот эффект будет проявляться на двигателях большой мощности.Such an organization of the fuel assembly ignition process will provide 100% ignition even in the worst conditions at low temperature and high humidity. Also, this approach can be applied on engines operating on cryogenic fuels: hydrogen and liquefied natural gas. To ignite a cryogenic fuel having a very low temperature, it is not necessary to significantly increase the power of the spark plug. This effect will be especially good on high power engines.

Реализовать эти принципе в любых других форкамерах невозможно, так как, имея большие поперечные габариты нижней части форкамеры, нельзя осуществить сборку ДВС.It is impossible to implement these principles in any other prechambers, since having large transverse dimensions of the lower part of the prechamber, it is impossible to assemble the ICE.

В итоге применение изобретения позволит:As a result, the application of the invention will allow:

- уменьшить осевые габаритные размеры форкамеры,- reduce the axial overall dimensions of the prechamber,

- упростить конструкцию системы зажигания за счет уменьшения числа деталей при объединении свечи зажигания и форкамеры,- to simplify the design of the ignition system by reducing the number of parts when combining the spark plug and prechamber,

- улучшить зажигание при запуске непрогретого двигателя, особенно при отрицательных температурах, за счет подогрева центрального электрода,- improve ignition when starting an unheated engine, especially at low temperatures, by heating the central electrode,

- уменьшить расход топлива за счет его более полного сгорания, обеспеченного более четким воспламенением ТВС в камере сгорания ДВС мощным факелом форкамеры.- reduce fuel consumption due to its more complete combustion, provided more accurate ignition of the fuel assemblies in the combustion chamber of the internal combustion engine with a powerful torch pre-chamber.

- снизить эмиссию вредных веществ вследствие полного сгорания топлива,- reduce emissions of harmful substances due to complete combustion of fuel,

- увеличить ресурс работы свечи за счет очистки от копоти ее электродов,- increase the life of the candle due to the cleaning of soot from its electrodes,

- значительно увеличить ресурс свеч и исключить обгорание их электродов.- significantly increase the life of the candles and eliminate the burning of their electrodes.

Claims (5)

1. Воспламенитель двигателя внутреннего сгорания, содержащий свечу зажигания и форкамеру с полостью, имеющую резьбовое отверстие для установки свечи зажигания и резьбовой участок для вворачивания форкамеры в головку цилиндров, камеру воспламенения цилиндрической формы, днище с центральным и боковыми отверстиями в нем, отличающийся тем, что форкамера выполнена из двух деталей, в первую ввернута свеча зажигания, а вторая ввернута с внутренней стороны головки цилиндров, внутри нее выполнена дополнительная камера, на ней выполнено центральное осевое и боковые отверстия, при этом общая площадь всех отверстий выполнена больше площади поперечного сечения полости форкамеры.1. The ignitor of an internal combustion engine containing a spark plug and a prechamber with a cavity having a threaded hole for installing the spark plug and a threaded portion for screwing the prechamber into the cylinder head, a cylindrical ignition chamber, a bottom with central and side openings in it, characterized in that the prechamber is made of two parts, the first is screwed into the spark plug, and the second is screwed from the inside of the cylinder head, an additional chamber is made inside it, the central Noe axial and lateral openings, wherein the total area of all openings is formed larger cross-sectional area of the prechamber cavity. 2. Воспламенитель двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что площадь центрального осевого отверстия выполнена больше площади поперечного сечения полости форкамеры.2. The ignitor of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the area of the central axial hole is larger than the cross-sectional area of the prechamber cavity. 3. Воспламенитель двигателя внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые отверстия выполнены радиальными.3. The ignitor of an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the side openings are made radial. 4. Воспламенитель двигателя внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые отверстия выполнены тангенциальными.4. The ignitor of an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the side openings are made tangential. 5. Воспламенитель двигателя внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые отверстия выполнены под углом к оси форкамеры. 5. The ignitor of an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the side openings are made at an angle to the axis of the prechamber.
RU2013151755/07A 2013-11-20 2013-11-20 Igniter of internal combustion engine RU2545012C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151755/07A RU2545012C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Igniter of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151755/07A RU2545012C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Igniter of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2545012C1 true RU2545012C1 (en) 2015-03-27

Family

ID=53383125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151755/07A RU2545012C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Igniter of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2545012C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675643C2 (en) * 2016-05-04 2018-12-21 Валерий Моисеевич Арутюнов Detonation combustion chamber of fuel (options)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU30397U1 (en) * 2002-09-23 2003-06-27 Соловьев Владимир Анатольевич Combustion chamber prechamber
RU2360342C1 (en) * 2008-03-05 2009-06-27 Игорь Валентинович Рыбаков Bicameral spark plug of internal combustion engine
JP2009197704A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sub-chamber type gas engine
RU131419U1 (en) * 2012-12-25 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" GAS-TURBINE ENGINE COMBUSTION CHAMBER IGNITOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU30397U1 (en) * 2002-09-23 2003-06-27 Соловьев Владимир Анатольевич Combustion chamber prechamber
JP2009197704A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sub-chamber type gas engine
RU2360342C1 (en) * 2008-03-05 2009-06-27 Игорь Валентинович Рыбаков Bicameral spark plug of internal combustion engine
RU131419U1 (en) * 2012-12-25 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" GAS-TURBINE ENGINE COMBUSTION CHAMBER IGNITOR

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675643C2 (en) * 2016-05-04 2018-12-21 Валерий Моисеевич Арутюнов Detonation combustion chamber of fuel (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2576691C1 (en) Igniter
KR100990206B1 (en) Ignition spark plug
US4218992A (en) Externally ignited internal combustion engine
CN113396274B (en) Engine assembly
CN114439600A (en) Pre-chamber assembly
CN215566236U (en) Engine and vehicle with same
RU2545012C1 (en) Igniter of internal combustion engine
RU2576088C1 (en) Internal combustion engine and igniter
RU2531834C1 (en) Prechamber of internal combustion engine
CN116771486A (en) Pre-combustion chamber igniter, methanol engine and cold start control method thereof
RU2563561C2 (en) Internal combustion engine and igniter
RU2574191C1 (en) Internal combustion engine igniter
RU2574697C1 (en) Internal combustion engine and igniter
RU147897U1 (en) TORCH IGNITION CANDLE
RU2574189C1 (en) Laser igniter
RU2542710C1 (en) Igniter
CN202483706U (en) Pre-combustion chamber of gas internal combustion engine
RU138895U1 (en) CANDLE CANDLE
RU2310764C1 (en) Swirl prevombustion chamber of internal cobustion engine
RU2645363C1 (en) Laser igniter
RU2553971C2 (en) System of fuel and air mixture ignition, spark plug and method of fuel and air mixture ignition
RU2634972C1 (en) Laser spark plug
RU2643880C1 (en) Laser igniter
RU2645364C1 (en) Laser igniter
RU60635U1 (en) VORTEX INTERNAL COMBUSTION ENGINE FORCAMER