RU35042U1

RU35042U1 - Spark plug

Info

Publication number: RU35042U1
Application number: RU2003118869/20U
Authority: RU
Inventors: Е.С. Бугаец
Original assignee: Бугаец Евгений Степанович
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2003-12-20

Description

СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ.SPARK PLUG.

Полезная модель относится к области электротехники иThe utility model relates to the field of electrical engineering and

двигателестроения в частности, к устройствам зажигания, легких топливных смесей в двигателях внутреннего сгорания (ДВС),а именно, к свечам зажигания. Оно может быть использовано как в новых ДВС, так и при модернизации старых, находящихся в эксплуатации.engine building, in particular, to ignition devices, light fuel mixtures in internal combustion engines (ICE), namely, to spark plugs. It can be used both in new ICEs and in the modernization of old ones in operation.

Подавляющее больщинство свечей зажигания по своей технической сути представляют собой пассивный поджигатель. Свеча зажигания осуществляет подачу высокого напряжения снаружи двигателя в камеру сгорания и высоковольтный искровой разряд в условиях сжатой воздушной топливной смеси. Искра обладает высокой температурой, что вызывает поджег горючей смеси.The vast majority of spark plugs are, in their technical essence, a passive arsonist. The spark plug delivers a high voltage outside the engine to the combustion chamber and a high-voltage spark discharge in a compressed air fuel mixture. The spark has a high temperature, which causes the ignition of the combustible mixture.

Однако, такой пассивный поджег у стенки камеры сгорания приводит к асимметричному горению смеси по удлиненной траектории. Это приводит к существенному снижению крутящего момента при больших нагрузках и на больших оборотах. В итоге ухудшаются все характеристики двигателя.However, such a passive ignition near the wall of the combustion chamber leads to asymmetric combustion of the mixture along an elongated path. This leads to a significant reduction in torque at high loads and at high speeds. As a result, all engine performance deteriorates.

Положение можно исправить, если поджигать воздушнотопливную смесь в центре камеры сгорания. Это можно осуществить только с помощью свечей зажигания, обладающих факельным эффектом.The situation can be corrected if the air-fuel mixture is ignited in the center of the combustion chamber. This can only be done with spark plugs that have a flare effect.

Известна форкамерная свеча зажигания, содержащая корпус, изолятор и центральный электрод (см. патент RU № 2118026, по кл. Н01 Т 13/00,1997г.).Known prechamber spark plug containing a housing, an insulator and a central electrode (see patent RU No. 2118026, according to class H01 T 13 / 00,1997).

В торце корпуса, выходящем в камеру сгорания, выполнено отверстие, создающее совместно с центральным электродом коаксиальный искровой зазор и сопло для создания факела. Внутри корпуса выполненаAn opening is made in the end face of the housing extending into the combustion chamber, creating, together with the central electrode, a coaxial spark gap and a nozzle for creating a torch. Inside the case is made

МЬСИ: HOI Т 13/00MLSI: HOI T 13/00

полость, играющая роль форкамеры.cavity acting as a pre-chamber.

Недостатками известной форкамерной свечи зажигания являются:The disadvantages of the known prechamber spark plugs are:

-небольшой объем форкамеры,- small volume of prechamber,

-плохая вентиляция;-poor ventilation;

- большие потери тепловой энергии, в следствие чего, свечи работают нестабильно и обладают незначительной протяженностью факела.- large losses of thermal energy, as a result of which, candles work unstably and have a small length of the torch.

Известна свеча зажигания, содержащая корпус с конусной поверхностью, в канале которой размешен боковой электрод, центральный электрод, образуюший с боковым электродом искровой зазор и изолятор (см.А.С. № 1720115, по кл Н01 Т 13/00, 1978г). Объем заряда в известной конструкции возрастает, улучшается вентиляция.Known spark plug containing a housing with a conical surface, in the channel of which is placed a side electrode, a central electrode, which forms a spark gap and an insulator with the side electrode (see AS No. 1720115, according to class H01 T 13/00, 1978). The charge volume in the known construction increases, ventilation improves.

Однако по-прежнему высоки тепловые потери конструктивных элементов свечи зажигания.However, the heat losses of the structural elements of the spark plug are still high.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является свеча зажигания, содержашая корпус , установленную на нем насадку с внутренней, расширяющейся, конусной поверхностью, в канале которой размещен боковой электрод, центральный электрод, образующий с боковым электродом искровой зазор и изолятор (патент RU № 2185015,по кл. Н01 Т 13/04,2002.)The closest in technical essence to the proposed utility model is a spark plug containing a housing, a nozzle mounted on it with an internal, expanding, conical surface, in the channel of which there is a side electrode, a central electrode forming a spark gap and an insulator with the side electrode (RU patent No. 2185015, according to CL H01 T 13 / 04,2002.)

Благодаря низкой теплопроводности насадки уменьшились тепловые потери свечи зажигания, и ее эффективность возросла. Из-за низкого коэффициента теплового расширения материала насадки уменьшаются механические напряжения в местах соединения насадки с корпусом при термоциклических воздействиях.Due to the low thermal conductivity of the nozzle, the heat loss of the spark plug decreased, and its efficiency increased. Due to the low coefficient of thermal expansion of the material of the nozzle, mechanical stresses are reduced at the junction of the nozzle with the housing under thermocyclic influences.

Однако эффективность и надежность свечи зажигания не достигли своего предела.However, the efficiency and reliability of the spark plug did not reach its limit.

Толстостенная насадка не может нагреваться до большихThick-walled nozzle cannot heat up to large

температур, так как обладает тепловой иперционпостью и заметной теплопроводностью. Между тем, при теромоциклических воздействиях толстостенная насадка развивает значительные механические напряжения в местах соединения насадки с корпусом.temperatures, as it has thermal ejection and noticeable thermal conductivity. Meanwhile, under thermocyclic influences, a thick-walled nozzle develops significant mechanical stresses at the junction of the nozzle with the body.

Задачами, решаемыми предлагаемой полезной моделью, являются устранение указанных недостатков и повышение эффективности и надежности свечи зажигания.The tasks to be solved by the proposed utility model are the elimination of these drawbacks and increasing the efficiency and reliability of the spark plug.

Технический результат в предлагаемой полезной модели достигают созданием свечи зажигания, содержащей корпус , установленную на нем насадку с внутренней, расширяющейся, конусной поверхностью, в канале которой размещен боковой электрод, центральный электрод, образующий с боковым электродом искровой зазор и изолятор, в которой, согласно полезной модели, насадка выполнена тонкостенной из жаростойкого сплава с каталитическими свойствами и закреплена на внешней стороне корпуса, по крайней мере, в четырех точках.The technical result in the proposed utility model is achieved by creating a spark plug containing a housing, a nozzle mounted on it with an internal, expanding, conical surface, in the channel of which there is a side electrode, a central electrode forming a spark gap and an insulator with the side electrode, in which, according to the useful models, the nozzle is made of thin-walled heat-resistant alloy with catalytic properties and is mounted on the outside of the housing at least at four points.

Полезная модель характеризуется также тем ,что толшину стенки насадки выбирают от 0,1 до 0,5 мм, а насадка закреплена на корпусе точечной сваркой.The utility model is also characterized in that the thickness of the nozzle wall is selected from 0.1 to 0.5 mm, and the nozzle is fixed to the housing by spot welding.

Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков, в аналогичных свечах зажигания, т.е. предлагаемое решение, соответствует критерию «новизна.The conducted patent studies showed that technical solutions with the indicated set of essential features are not known in similar spark plugs, i.e. the proposed solution meets the criterion of “novelty.

При анализе известных аналогов и прототипа не обнаружено предложение с совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, из чего следует, что для специалистов, занимающихся устройствам зажигания легких топливных смесей в двигателях внутреннего сгорания, оно явным образом не следует изIn the analysis of known analogues and prototype, no proposal was found with a combination of essential features set forth in the claims, which implies that for specialists involved in ignition devices for light fuel mixtures in internal combustion engines, it does not explicitly follow from

уровня техники и , следовательно, соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень.prior art and, therefore, meets the criteria of the invention "inventive step.

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.We believe that the information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the invention.

Предлагаемая полезная модель поясняется нижеследующим описанием и чертежом, на котором представлена предлагаемая свеча зажигания в разрезе.The proposed utility model is illustrated by the following description and drawing, which shows the proposed spark plug in the context.

Свеча зажигания содержит корпус 1 с боковым электродом 2, изолятор 3, центральный электрод 4, образующий с боковым электродом 2 искровой зазор 5, зону вокруг которого охватывает внутренняя расширяющаяся наружу конусная поверхность 6, выполненная на тонкостенной насадке 7 с каналом 8 для бокового электрода 2 и закрепленная на внещней стороне 9 корпуса 1, по крайней мере ,в четырех точках.The spark plug contains a housing 1 with a side electrode 2, an insulator 3, a central electrode 4, forming a spark gap 5 with a side electrode 2, the area around which is covered by an outwardly expanding conical surface 6, made on a thin-walled nozzle 7 with a channel 8 for the side electrode 2 and fixed on the external side 9 of the housing 1, at least at four points.

Насадка выполнена из жаростойкого сплава с каталитическими свойствами, например, из нержавеющей стали с высоким содержанием никеля и хрома. Угол а при верщине конусной поверхности насадки может составить 40 - 60°. Рекомендуемая толщина стенок насадки 0,1 - 0,5 мм..The nozzle is made of a heat-resistant alloy with catalytic properties, for example, stainless steel with a high content of nickel and chromium. The angle a at the top of the conical surface of the nozzle can be 40-60 °. Recommended nozzle wall thickness 0.1 - 0.5 mm.

В результате проведенных экспериментов установлено, что материал с заданными характеристиками получается только при содержании его компонентов в указанных пределах.As a result of the experiments, it was found that the material with the given characteristics is obtained only when the content of its components is within the specified limits.

В случае, если толщина стенки насадки будет выходить выходит за указанные пределы, то необходимые характеристики не будут достигнуты, т.е. технический результат в полезной модели не будет получен.If the wall thickness of the nozzle goes beyond the specified limits, then the necessary characteristics will not be achieved, i.e. the technical result in a utility model will not be obtained.

Это позволяет сделать вывод о том, что указанные параметры толщины стенки относятся к существенным признакам данной полезной модели.This allows us to conclude that the indicated wall thickness parameters are essential features of this utility model.

Предлагаемая свеча зажигания работает следующим образом.The proposed spark plug works as follows.

При подаче высоковольтного напряжения на центральный электрод 4 и достижения пробивного напряжения в зазоре 5 образуется искровой канал, постепенно переходящий в плазменный шарик. Он хорошо укрыт от вихря воздушно-топливной смеси насадкой 7, поэтому горение осуп ;ествляется только в полости, образованной конусной насадкой 7, корпусом 1 и изолятором 3.When a high-voltage voltage is applied to the central electrode 4 and a breakdown voltage is reached, a spark channel is formed in the gap 5, which gradually turns into a plasma ball. It is well sheltered from the vortex of the air-fuel mixture by the nozzle 7, therefore, burning is not necessary; it occurs only in the cavity formed by the conical nozzle 7, the housing 1 and the insulator 3.

При полном прогорании данного ограниченного по объему заряда воздушно-топливной смеси свеча зажигания выстреливает вдоль своей оси импульсным факелом.When this limited volume charge of the air-fuel mixture is completely burnt, the spark plug fires along its axis with a pulse torch.

Когда факел достигает центральной области камеры сгорания, воздушно-топливная смесь сгорает симметрично и примерно в три раза интенсивнее, чем с традиционной свечой зажигания.When the torch reaches the central region of the combustion chamber, the air-fuel mixture burns symmetrically and is about three times more intense than with a traditional spark plug.

Так как насадка 7 выполнена тонкостенной, она максимально нагревается при минимальных затратах тепловой энергии.Since the nozzle 7 is made thin-walled, it is heated as much as possible at the minimum cost of thermal energy.

При этом насадка не может развивать больших механических напряжений в местах соединения с корпусом. Материал насадки 7 обеспечивает высокую жаростойкость и не позволяет возникнуть калильному зажиганию. Крепление в четырех точках насадки 7 на внешней стороне 9 корпуса 1 обеспечивает максимальную прочность соединения, так как силы действуют на срез.At the same time, the nozzle cannot develop large mechanical stresses at the points of connection with the housing. The material of the nozzle 7 provides high heat resistance and does not allow the occurrence of glow ignition. Mounting at four points of the nozzle 7 on the outer side 9 of the housing 1 provides maximum joint strength, since the forces act on the shear.

Точечная сварка позволяет демпфировать в промежутках между точками сварки увеличивающиеся размеры нагретой насадки 7.Spot welding allows damping in the intervals between the welding points of the increasing dimensions of the heated nozzle 7.

Высокая эффективность и надежность заявляемой свечи зажигания подтверждается многочисленными испытаниями.The high efficiency and reliability of the inventive spark plugs is confirmed by numerous tests.

Claims

1. A spark plug containing a housing, a nozzle mounted on it with an internal, expanding conical surface, in the channel of which a side electrode is placed, a central electrode forming a spark gap and an insulator with the side electrode, characterized in that the nozzle is made of a thin-walled heat-resistant alloy with catalytic properties and is fixed on the outside of the case at least at four points.

2. The spark plug according to claim 1, characterized in that the nozzle wall thickness is selected from 0.1 to 0.5 mm.

3. The spark plug according to claims 1 and 2, characterized in that the nozzle is fixed to the housing by spot welding.