RU2268395C1 - Ignition system for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

FIELD: engine engineering.

SUBSTANCE: ignition system comprises distributor of high voltage with movable and unmovable contacts and spark plugs with excitation windings mounted on the outer sections of the central electrodes made of magnetostrictive material. One of the leads of each of the excitation windings is connected with one of the unmovable contacts of the distributor of high voltage, and second lead of each of the excitation windings is connected with the central electrode of the spark plug. The second lead of each of the excitation winding could be connected with the central electrode of the adjacent spark plug.

EFFECT: simplified structure and reduced weight and sizes of the ignition system.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к электрооборудованию двигателей с принудительным воспламенением топливовоздушной смеси.The invention relates to engine building, in particular to the electrical equipment of engines with forced ignition of the air-fuel mixture.

Известна система зажигания ДВС, содержащая источник тока, катушку зажигания, прерыватель, механически связанный с валом двигателя, распределитель высокого напряжения с подвижным и неподвижными контактами, а также искровые свечи зажигания [1].A known internal combustion engine ignition system comprising a current source, an ignition coil, a chopper mechanically coupled to the engine shaft, a high voltage distributor with movable and fixed contacts, and spark plugs [1].

Такая система зажигания имеет недостаточную надежность, обусловленную низкой поджигающей способностью свечей.Such an ignition system has insufficient reliability due to the low burning ability of the candles.

Известна также свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорании, содержащая корпус с закрепленным на нем боковым электродом, размещенный в корпусе изолятор с центральным электродом и обмотку возбуждения, остановленную на наружной части центрального электрода, причем часть центрального электрода, размещенная внутри обмотки возбуждения, выполнена из магнитострикционного материала [2]. Система зажигания с такими свечами имеет повышенную надежность благодаря увеличенной поджигающей способности свечей зажигания. Поджигающая способность свечей зажигания увеличена за счет вынужденных колебаний топливовоздушной смеси в зоне разряда, приводящих к ее поляризации и, как следствие, к росту мощности искрового разряда.A spark plug for an internal combustion engine is also known, comprising a housing with a side electrode fixed to it, an insulator with a central electrode located in the housing, and an excitation coil stopped on the outside of the central electrode, the part of the central electrode located inside the excitation winding made of magnetostrictive material [2]. The ignition system with such candles has increased reliability due to the increased ignition ability of the spark plugs. The ignition ability of spark plugs is increased due to forced oscillations of the air-fuel mixture in the discharge zone, leading to its polarization and, as a result, to an increase in spark discharge power.

Однако система зажигания с подобными свечами предполагает наличие ультразвукового генератора, что усложняет конструкцию и ухудшает габаритно-массовые показатели системы.However, an ignition system with such candles suggests the presence of an ultrasonic generator, which complicates the design and worsens the overall mass characteristics of the system.

В основу изобретения поставлена задача в системе зажигания ДВС использовать для питания обмотки возбуждения центрального электрода высокочастотные составляющие тока, имеющие место при пробое искрового промежутка свечи, и благодаря этому исключить из состава системы ультразвуковой генератор.The basis of the invention is the task in the ignition system of the internal combustion engine to use the high-frequency current components that occur during the breakdown of the spark gap of the spark plug to power the excitation winding of the central electrode, and due to this, to exclude the ultrasonic generator from the system.

Поставленная задача решается за счет того, что в системе зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащей распределитель высокого напряжения с подвижным и неподвижными контактами и свечи зажигания с обмотками возбуждения, установленными на наружных частях центральных электродов, выполненных из магнитострикционного материала, один из выводов каждой обмотки возбуждения соединен с одним из неподвижных контактов распределителя высокого напряжения, а второй вывод каждой обмотки возбуждения соединен с центральным электродом свечи.The problem is solved due to the fact that in the ignition system of an internal combustion engine containing a high voltage distributor with movable and fixed contacts and a spark plug with field windings mounted on the outer parts of the central electrodes made of magnetostrictive material, one of the terminals of each field winding is connected with one of the fixed contacts of the high voltage distributor, and the second terminal of each field winding is connected to the central electrode of the candle.

В конкретном исполнении системы второй вывод каждой обмотки возбуждения может быть соединен с центральным электродом соседней свечи.In a particular embodiment of the system, the second terminal of each field winding can be connected to a central electrode of an adjacent candle.

Введенные отличительные признаки обеспечивают питание обмоток возбуждения свечей высокочастотными составляющими тока, которые имеют место при пробое искрового промежутка, что позволяет устранить ультразвуковой генератор и этим упростить конструкцию и улучшить габаритно-массовые показатели системы зажигания ДВС.The introduced distinguishing features provide power to the excitation windings of the candles with high-frequency current components that occur during the breakdown of the spark gap, which eliminates the ultrasonic generator and thereby simplifies the design and improves the overall mass characteristics of the ICE ignition system.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы зажигания двигателя внутреннего сгорании.The drawing shows a diagram of the proposed ignition system of an internal combustion engine.

Система зажигания содержит датчик 1 импульсов момента зажигания, распределитель 2 высокого напряжения по свечам 3, транзисторный коммутатор 4 и индукционную катушку 5. Распределитель имеет подвижный контакт 6, соединенный с выходом индукционной катушки, и неподвижные контакты 7. Система подключена к источнику тока 8. Каждая свеча зажигания имеет стальной корпус 9 с закрепленным на нем боковым электродом 10 и размещенный в корпусе изолятор 11 с центральным электродом 12, изготовленным из магнитострикционного материала. Каждая свеча снабжена обмоткой возбуждения 13, установленной на наружной части центрального электрода. Один из выводов каждой обмотки возбуждения соединен высоковольтном проводом 14 с одним из неподвижных контактов 7 распределителя высокого напряжения, а второй вывод каждой обмотки возбуждения соединен высоковольтным проводом 15 с центральным электродом соседней свечи зажигания /у которой один из выводов обмотки возбуждения подключен к неподвижному контакту, предыдущему по ходу распределителя высокого напряжения/.The ignition system contains a sensor 1 of the pulses of the ignition moment, a high voltage distributor 2 for candles 3, a transistor switch 4 and an induction coil 5. The distributor has a movable contact 6 connected to the output of the induction coil, and fixed contacts 7. The system is connected to a current source 8. Each the spark plug has a steel casing 9 with a side electrode 10 fixed thereon and an insulator 11 located in the casing with a central electrode 12 made of magnetostrictive material. Each candle is equipped with an excitation winding 13 mounted on the outer part of the central electrode. One of the terminals of each field coil is connected by a high voltage wire 14 to one of the fixed contacts 7 of the high voltage distributor, and the second terminal of each field coil is connected by a high voltage wire 15 to the central electrode of an adjacent spark plug / in which one of the terminals of the field coil is connected to the fixed terminal, previous along the high voltage distributor.

Система зажигания функционирует следующим образом.The ignition system operates as follows.

При вращении коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания с датчика 1 на коммутатор 4 поступают импульсы момента зажигания. Когда коммутатор 4 производит отсечку тока в первичной обмотке катушки 5, во вторичной обмотке создается высокое напряжение, которое распределяется по свечам 3 ротором распределителя 2.When the crankshaft of the internal combustion engine rotates from the sensor 1, the ignition moment pulses are sent to the switch 4. When the switch 4 cuts off the current in the primary winding of the coil 5, a high voltage is generated in the secondary winding, which is distributed among the candles 3 by the rotor of the distributor 2.

Происходит процесс искрообразования; при этом в обмотках возбуждения 13 имеют место высокочастотные составляющие тока. Так как центральные электроды 12 изготовлены из магнитострикционного материала, то в них под действием высокочастотного поля обмоток 13 возникают механические колебания. Колебания торцов электродов 12 поляризуют топливовоздушную смесь в зоне искрового промежутка, после чего следует мощный искровой разряд. В представленной схеме поляризация рабочей смеси осуществляется в такте сжатия /перед подачей высокого напряжения на электрод 12/ благодаря тому, что второй вывод каждой обмотки возбуждения соединен с центральным электродом соседней свечи.A sparking process is taking place; while in the excitation windings 13 there are high-frequency current components. Since the central electrodes 12 are made of magnetostrictive material, mechanical vibrations occur in them under the influence of the high-frequency field of the windings 13. Oscillations of the ends of the electrodes 12 polarize the air-fuel mixture in the zone of the spark gap, followed by a powerful spark discharge. In the presented scheme, the polarization of the working mixture is carried out in a compression cycle / before applying a high voltage to the electrode 12 / due to the fact that the second terminal of each field winding is connected to the central electrode of the neighboring candle.

Следует отметить, что при соединении второго вывода обмотки возбуждения с центральным электродом, охватываемым данной обмоткой, поляризация рабочей смеси и подача высокого напряжения на центральный электрод происходит практически одновременно. Таким образом, имеется возможность выбора интервала времени между энергетической накачкой смеси и ее воспламенением в зависимости от конкретных условий использования изобретения.It should be noted that when the second terminal of the field winding is connected to the central electrode covered by this winding, the polarization of the working mixture and the supply of high voltage to the central electrode occur almost simultaneously. Thus, it is possible to select the time interval between the energy pumping of the mixture and its ignition, depending on the specific conditions of use of the invention.

В предложенной системе зажигания ДВС упрощение конструкции достигнуто устранением ультразвукового генератора, функцию которого здесь выполняет токи высокой частоты, которые имеют место при пробое искрового промежутка свечи. При этом масса и габариты системы зажигания существенно уменьшаются.In the proposed ICE ignition system, the simplification of the design was achieved by eliminating the ultrasonic generator, the function of which is performed here by high-frequency currents that occur during breakdown of the spark gap of the candle. In this case, the mass and dimensions of the ignition system are significantly reduced.

Внедрение изобретения не требует больших затрат и сводится к подключению выводов обмотки возбуждения свечи зажигания в разрыв провода высокого напряжения. Учитывая большое количество двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием и неудовлетворительную работу существующих систем зажигания, изобретение позволит получить значительный экономический эффект.The implementation of the invention does not require large expenditures and is reduced to connecting the terminals of the field winding of the spark plug to break the high voltage wire. Given the large number of internal combustion engines with spark ignition and the unsatisfactory performance of existing ignition systems, the invention will provide a significant economic effect.

Источники информацииInformation sources

1. Боровских Ю.И., Куралев Ю.В., Морозов К.А. Устройство автомобилей: Практическое пособие - М.: Высшая школа, 1989, с.129, рис. 11.17. Электрическая схема бесконтактной системы зажигания "Искра".1. Borovskikh Yu.I., Kuralev Yu.V., Morozov K.A. Arrangement of cars: Practical Guide - M .: Higher School, 1989, p. 129, Fig. 11.17. The electric circuit of the non-contact ignition system "Spark".

2. SU 1372437, кл. H 01 Т 13/00, 1988.2. SU 1372437, class H 01 T 13/00, 1988.

Claims (2)

1. Система зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащая распределитель высокого напряжения с подвижным и неподвижными контактами и свечи с обмотками возбуждения, установленными на наружных частях центральных электродов, выполненных из магнитострикционного материала, отличающаяся тем, что один из выводов каждой обмотки возбуждения соединен с одним из неподвижных контактов распределителя высокого напряжения, а второй вывод каждой обмотки возбуждения соединен с центральным электродом свечи.1. The ignition system of an internal combustion engine, comprising a high voltage distributor with movable and fixed contacts and candles with field windings mounted on the outer parts of the central electrodes made of magnetostrictive material, characterized in that one of the terminals of each field winding is connected to one of the stationary contacts of the high voltage distributor, and the second terminal of each field winding is connected to the central electrode of the candle. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что второй вывод каждой обмотки возбуждения соединен с центральным электродом соседней свечи.2. The system according to claim 1, characterized in that the second terminal of each field winding is connected to the central electrode of an adjacent candle.