SU39483A1

SU39483A1 - The method of electric ignition of the working mixture in internal combustion engines

Info

Publication number: SU39483A1
Application number: SU132532A
Authority: SU
Inventors: Б.Е. Черток
Original assignee: Б.Е. Черток
Priority date: 1933-07-26
Filing date: 1933-07-26
Publication date: 1934-10-31

Description

В отличие от всех существующих систем электрического зажигани рабочих смесей в цилиндрах двигателей внутреннего горени предлагаемый способ основан на получении электрической искры в свече цилиндра двигател не с помощью магнето, аккумул тора или динамомашины , а с помощью пр мого пьезоэлектрического эффекта.Unlike all existing electric ignition systems for working mixtures in cylinders of internal combustion engines, the proposed method is based on obtaining an electric spark in a spark plug of an engine cylinder not using a magneto, battery or dynamo, but using a direct piezoelectric effect.

Как известно, пр мой пьезоэлектрический эффект в кристаллах заключаетс в том, что при давлении на кристалл по его электрической или механической оси на гран х кристалла в направлении давлени образуютс электрические зар ды . При этом количества выделивщихс зар дов электричества пр мо пропорциональны сдавливающим силам и не завис т от геометрических размеров кристалла.As is known, the direct piezoelectric effect in crystals consists in the fact that when a pressure is applied to a crystal along its electrical or mechanical axis, electric charges are formed on the faces of the crystal in the direction of pressure. At the same time, the amounts of released charges of electricity are directly proportional to compressive forces and do not depend on the geometric dimensions of the crystal.

Многочисленные опыты и исследовани показали, что кристаллы сегнетовой соли ( 4Н.О) дают наибольший пьезоэлектрический эффект. Этот огромный по сравнению со всеми пьезоэлектрическими кристаллами эффект и используетс в предлагаемом способе электрическЬго зажигани рабочей смеси в двигател х внутреннего горени .Numerous experiments and studies have shown that crystals of Rochelle salt (4N.O.) give the greatest piezoelectric effect. This effect is enormous compared with all piezoelectric crystals and is used in the proposed method of electric ignition of the working mixture in internal combustion engines.

Устройство дл осуществлени предлагаемого способа заключаетс в том, что кулачный диск, соединенный с распределительным валом двигател , дл A device for carrying out the proposed method consists in the fact that a cam disc connected to the engine camshaft for

получени в нужный момент искры в свече цилиндра, сообщает пластинке, вырезанной из кристалла сегнетовой соли, давление пор дка 10-15 кг. Электроды кристалла включены в первичную обмотку индукционной катушки. По достижении максимума напр жени на электродах кристалла, соответствующего верхней мертвой точке в цилиндре двигател , прерыватель обрывает цепь первичной обмотки и получающийс вследствие этого экстраток размыкани воз буждает во вторичной обмотке катушки ток высокого напр жени (12000- 18000 V), который с помощью распределител дает искру в свече соответствующего цилиндра.obtaining at the right moment a spark in the cylinder candle, informs the plate cut from the crystal of segnevite salt, the pressure is about 10-15 kg. Crystal electrodes are included in the primary winding of the induction coil. When the maximum voltage at the crystal electrodes, corresponding to the top dead center in the engine cylinder, is reached, the breaker breaks the primary winding circuit and the resulting extracurrent opening opens the high voltage current in the secondary winding of the coil (12000-18000 V), which with the help of the distributor produces spark in the candle of the corresponding cylinder.

Предлагаемый способ зажигани имеет следующие преимущества перед существующими , а именно: простота и, вследствие этого, больша надежность конструкции в эксплоатации благодар отсутствию вращающихс магнитных масс, обмоток, коллекторов и пр., что, в свою очередь, значительно упрощает электрическую схему; легкость и компактность, вследствие отсутстви массивной магнитной системы или аккумул тора, что имеет исключительно больщое значение дл авиационных двигателей; простота и дещевизна изготовлени приборов, делающа предлагаемый способ экономически более выгодным; отсутствие какой-либо необходимости в специальных пусковых приспособлени х (пусковые магнето и np.)i что также дает большие экономические, конструктивные и весовые преимущества предлагаемого способа зажигани .The proposed ignition method has the following advantages over the existing ones, namely: simplicity and, consequently, greater structural reliability in operation due to the absence of rotating magnetic masses, windings, collectors, etc., which, in turn, greatly simplifies the electrical circuit; lightness and compactness due to the absence of a massive magnetic system or battery, which is extremely important for aircraft engines; the simplicity and divisibility of the manufacture of instruments, which makes the proposed method more economical; the absence of any need for special starting devices (starting magneto and np.) i which also gives great economic, structural and weight advantages of the proposed ignition method.

Все эти преимущества имеют исключительно значение дл авиационных двигателей, дл которых вопросы легкости, компактности и надежности конструкции имеют первостепенное значение .All of these advantages are extremely important for aircraft engines, for which the questions of lightness, compactness and reliability of the design are of paramount importance.

На чертеже изображена механическа часть и схема электрических соединений устройства дл осуществлени предлагаемого способа электрического зажигани рабочей смеси в двигател х внутреннего горени , в случае его применени к 12-цилиндровому авиационному двигателю с двойным зажиганием, т. е. с двум свечами в каждом цилиндре.The drawing shows the mechanical part and the electrical connection diagram of the device for implementing the proposed method of electric ignition of the working mixture in internal combustion engines, if applied to a 12-cylinder aircraft engine with double ignition, i.e. with two candles in each cylinder.

Кулачный диск 7, получающий вращение от распределительного вала двигател , имеет число выступов соответственно числу цилиндров двигател и углу между ними, соответственно пор дку зажигани (в данном случае 12 выступов с углом между ними в 30°).The cam plate 7, which receives rotation from the engine camshaft, has the number of projections, respectively, the number of engine cylinders and the angle between them, respectively, the ignition order (in this case, 12 projections with an angle of 30 ° between them).

При вращении кулачного диска 1 его выступы набегают на плотно прижатые пружинами 25 и 26 п тки 4 и 5 рычагов 2 л 3 прерывателей. В момент прохождени выступов диска под п тками рычагов , соответствующий верхней мертвой точке поршн в одном из цилиндров двигател , поворотные рычаги 3 л 4 сообщают через плоские пружины 25 и 26 давление пор дка 10-15 кг (в зависимости от качества кристаллов) обой .мам 11, 12.When the cam disc 1 rotates, its protrusions are incident on the tightly pressed springs 25 and 26 of the 4 and 5 levers of the 2 l 3 breakers. At the moment when the protrusions of the disc pass through the arms of the arms, corresponding to the top dead center of the piston in one of the engine cylinders, the pivoting levers 3 liters 4 communicate through flat springs 25 and 26 a pressure of about 10-15 kg (depending on the quality of the crystals). 11, 12.

В пьезоэлектрических элементах, образованных обоймами //, 12, дл усилени эффекта используютс по две пластинки кристаллов 13, 14 и 15, 16 сегнетовой соли, положенные так, чтобы одинаковые зар ды выдел лись на электродах 18 и 21, изолированных от чассы двигател , а противоположные по знаку зар ды выдел лись на электродах 19, 17 и 20, 22, соединенных с корпусом пьезоэлектрических элементов и металлической массой двигател . Возникающий при резком увеличении давлени электрический ток проходит с электродов -7(9 и 27 через первичные обмотки индукционных катушек 27, 29 и 28, 30 к контактам 7, 9 прерывателей, изолированным от массы, с них на контакты 6, 8 рычагов 5, 2 и через массу двигател 37 к электродам 77, 19 и 20, 22 возвращаетс на пластинки кристаллов сегнетовой соли.In the piezoelectric elements formed by clips //, 12, two plates of crystals 13, 14 and 15, 16 of segnevite salt, arranged so that identical charges are separated on the electrodes 18 and 21, insulated from the engine clock, are used to enhance the effect. oppositely charged charges were separated on electrodes 19, 17 and 20, 22 connected to the body of the piezoelectric elements and the metal mass of the engine. The electric current arising with a sharp increase in pressure passes from the electrodes -7 (9 and 27 through the primary windings of induction coils 27, 29 and 28, 30 to the contacts 7, 9 of the choppers, isolated from the mass, from them to contacts 6, 8 of the levers 5, 2 and through the mass of the engine 37 to the electrodes 77, 19 and 20, 22 returns to the plates of crystals of segneteva salt.

В момент, соответствующий максимальному давлению и максимальной силе тока, т. е. при прохождении выступа диска 7 под п ткой рычагов 2, 3 происходит разрыв первичной цепи с помощью размыкани контактов 6, 7 S, 9. Это вызывает экстраток размыкани з первичных цеп х, дающий резкое повышение напр жени во вторичных обмотках индукционных катушек. Ток высокого напр жени проходит через распределители 31 и 32 обычного устройства и питает свечи 35 цилиндра, в котором в данный момент должна произойти вспышка рабочей смеси. Побегушки 33 и 34 распределителей сид т на одной оси с кулачным диском 7 и поэтому прохождение выступа под п ткой рычага всегда совпадаете касанием электрода побегушки одной из секций распределител .At the moment corresponding to the maximum pressure and maximum current, i.e., when the protrusion of the disc 7 passes through the hem of the levers 2, 3, the primary circuit is broken by opening the contacts 6, 7 S, 9. This causes an extracurrent of opening the primary circuits , giving a sharp increase in voltage in the secondary windings of induction coils. The high voltage current passes through the valves 31 and 32 of the conventional device and feeds the plugs of the cylinder 35, in which the flash of the working mixture should occur at the moment. The errands 33 and 34 of the distributors sit on the same axis with the fist disk 7 and therefore the passage of the protrusion under the lever arm always coincides with the contact of the electrode of the errand of one of the sections of the distributor.

Напр жение в момент искрообразовани на электродах сзечи должно достигать (в зависимости от типа двигател , степени сжати и пр.) 12000 - 18000V. Дл получени такого напр жени необходимо создать во вторичной обмотке к моменту размыкани контактов прерывател напр жение пор дка 1000-2500 V, что при соотношении витков вторичной и первичной обмоток 40-50 будет соответствовать первичному напр жению 20-40 V. Две пластинки кристаллов сегнетовой соли при надлежащей обработке и достаточно большом давлении способны дать такое напр жение при достаточной дл зажигани смеси силе тока.The voltage at the time of sparking on the szeche electrodes should reach (depending on the type of engine, degree of compression, etc.) 12000 - 18000V. To obtain such a voltage, it is necessary to create in the secondary winding by the time the contacts of the breaker open, a voltage of about 1000-2500 V, which, when the ratio of turns of the secondary and primary windings is 40-50, will correspond to the primary voltage of 20-40 V. with proper processing and a sufficiently high pressure, they are able to give such a voltage with a sufficient amount of current to ignite the mixture.

При этом напр жение, даваемое кристаллом , совершенно не зависит от числа оборотов двигател и остаетс посто нным дл всех режимов раоотьт.In this case, the voltage supplied by the crystal is completely independent of the engine speed and remains constant for all modes of operation.

Как известно, специальны.,пусковые приспособлени ввод тс лотому, что при запуске двигател во вторичной обмотке магнето не создаетс достаточной резкости изменени магнитного пол , т. е. быстроты вращени кор . Независимость предлагаемого способа зажигани As is well known, special., Starting devices are introduced to the lot, that when the engine is started up in the secondary winding of the magneto, the magnetic field, i.e., the speed of rotation of the core, is not sufficiently sharp. The independence of the proposed method of ignition