RU2339839C2 - Method of fuel mix spark-plug ignition - Google Patents
Method of fuel mix spark-plug ignition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339839C2 RU2339839C2 RU2006146915/06A RU2006146915A RU2339839C2 RU 2339839 C2 RU2339839 C2 RU 2339839C2 RU 2006146915/06 A RU2006146915/06 A RU 2006146915/06A RU 2006146915 A RU2006146915 A RU 2006146915A RU 2339839 C2 RU2339839 C2 RU 2339839C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spark
- engine
- ignition
- spark gap
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к системам зажигания горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания.The invention relates to internal combustion engines, in particular to ignition systems of a combustible mixture in internal combustion engines.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием.The invention can be used in internal combustion engines with spark ignition.
Известны способы зажигания горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания путем создания в искровом промежутке свечи зажигания искры, продолжительной искры с повышенной энергией, последовательности искр, высокочастотной искры и др.Known methods of ignition of a combustible mixture in internal combustion engines by creating a spark gap in a spark gap of a spark plug, a continuous spark with increased energy, a sequence of sparks, a high-frequency spark, etc.
В патенте РФ №2171909 Тарасов П.А. предлагает увеличить длительность искры до нескольких миллисекунд путем введения последовательного "LC" контура и включить его параллельно свече зажигания. Автор считает, что при этом увеличится объем плазмы. В авторском свидетельстве СССР №1746048 Шпади А.Л. и др. предлагают формировать плазму путем подачи на свечу зажигания двух импульсов.In the patent of the Russian Federation No. 2171909 Tarasov P.A. suggests extending the spark duration to a few milliseconds by introducing a sequential "LC" circuit and turning it on in parallel with the spark plug. The author believes that this will increase the plasma volume. In USSR copyright certificate No. 1746048 Shpadi A.L. and others propose to form a plasma by applying two pulses to the spark plug.
Основной недостаток всех известных способов и систем зажигания, включая изобретения Тарасова П.А. и Шпади А.Л., заключается в том, что создаваемый ими электрический разряд в искровом промежутке свечи зажигания является слаботочным. Вследствие этого создают тоненький, слабо светящийся искровой разряд между электродами свечи зажигания. В [1] на стр.38 написано: "Искра нагревает некоторое небольшое по объему количество смеси до температуры воспламенения". Даже лучшие электронные блоки зажигания ([1] рис.15) обеспечивают ток искры не более 0,2 А. Такая искра не обеспечивает эффективного зажигания горючей смеси, и смесь в двигателе сгорает не полностью. Из-за неполного сгорания топлива в выхлопных газах появляется угарный газ (СО), который как раз и является продуктом неполного сгорания топлива в двигателе.The main disadvantage of all known methods and ignition systems, including the invention of Tarasov P.A. and Shpadi A.L., lies in the fact that the electric discharge created by them in the spark gap of the spark plug is low current. As a result, a thin, weakly glowing spark discharge is created between the electrodes of the spark plug. In [1] on p. 38 it is written: "The spark heats some small volume of the mixture to the ignition temperature." Even the best electronic ignition units ([1] Fig. 15) provide a spark current of not more than 0.2 A. Such a spark does not provide efficient ignition of the combustible mixture, and the mixture in the engine does not burn completely. Due to incomplete combustion of fuel in the exhaust gases, carbon monoxide (CO) appears, which is precisely the product of incomplete combustion of fuel in the engine.
Наиболее близким к предлагаемому способу зажигания является заявка на изобретение РФ №2003111937 от 24 апреля 2003 г. «Способ зажигания горючей смеси» искровым разрядом в искровом промежутке свечи зажигания (прототип способа).Closest to the proposed method of ignition is the application for the invention of the Russian Federation No. 2003111937 dated April 24, 2003. "Method of ignition of a combustible mixture" by a spark discharge in the spark gap of the spark plug (prototype method).
В прототипе горючую смесь зажигают искрой с выбранным необходимым значением силы тока разряда, причем необходимое значение силы тока искры предварительно выбирают из условия снижения содержания вредных веществ в составе выхлопных газов, снижения расхода топлива и повышения мощности двигателя внутреннего сгорания.In the prototype, the combustible mixture is ignited with a spark with a selected required value of the discharge current, and the required value of the current of the spark is pre-selected from the conditions of reducing the content of harmful substances in the exhaust gas, reducing fuel consumption and increasing the power of the internal combustion engine.
Недостатком прототипа является «несоответствие заявленного изобретения условию патентоспособности» (Решение «Палаты по патентным спорам», принятое на заседании 18 декабря 2006 г.).The disadvantage of the prototype is "the discrepancy of the claimed invention to the condition of patentability" (Decision of the "Chamber of Patent Disputes", adopted at the meeting on December 18, 2006).
Целью предлагаемого изобретения является обеспечение полного сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, значительное снижение содержания вредных веществ в выхлопных газах, снижение потребления топлива и повышение мощности двигателя.The aim of the invention is the provision of complete combustion of fuel in an internal combustion engine, a significant reduction in the content of harmful substances in exhaust gases, a decrease in fuel consumption and an increase in engine power.
Поставленная цель достигается тем, что при выборе необходимого тока искрового разряда выбирают разрядник с самым маленьким расстоянием между электродами и высоковольтные провода с самыми большими сопротивлениями и устанавливают их в двигатель автомобиля, затем проверяют характеристики двигателя, а именно уровень вредных выбросов двигателя, его мощность и экономичность, и, если полученные характеристики двигателя не удовлетворяют поставленным требованиям, то устанавливают в системе зажигания разрядник с большим искровым промежутком, провода с меньшими сопротивлениями и повторяют измерения характеристик двигателя, при этом, если характеристики двигателя не удовлетворительны, то продолжают процедуру выбора искрового промежутка разрядника и высоковольтных проводов, пока не будут получены необходимые требуемые характеристики двигателя.This goal is achieved by the fact that when choosing the required spark current, a spark gap with the smallest distance between the electrodes and high-voltage wires with the highest resistances are selected and installed in the car engine, then the engine characteristics are checked, namely the level of harmful emissions of the engine, its power and economy , and if the obtained engine characteristics do not meet the requirements, then a spark gap with a large spark gap is installed in the ignition system Wires with less resistance and repeated measurement of engine performance, while if the motor characteristics are not satisfactory, then continue the procedure for selecting the spark gap arrester and the high-voltage wires until the necessary desired engine performance will be obtained.
Выбранная таким способом сила тока искрового разряда значительно более эффективно поджигает горючую смесь.The spark discharge current chosen in this way ignites the combustible mixture much more efficiently.
Выбранное для реализации предлагаемого способа устройство зажигания построено на основе патентов РФ №2107184 и №2151321.Selected to implement the proposed method, the ignition device is built on the basis of RF patents No. 2107184 and No. 2151321.
Чертежи устройства для реализации предлагаемого способа приведены на Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3. На чертежах приняты следующие обозначения элементов устройства:Drawings of a device for implementing the proposed method are shown in figure 1, figure 2 and figure 3. In the drawings, the following notation of the elements of the device:
1. Блок электронного зажигания.1. The electronic ignition unit.
2. Первичная обмотка.2. The primary winding.
3. Катушка зажигания.3. Ignition coil.
4. Вторичная обмотка.4. Secondary winding.
5. Первый электрод.5. The first electrode.
6. Разрядник.6. Arrester.
7. Второй электрод.7. The second electrode.
8. Центральный электрод.8. The central electrode.
9. Свеча зажигания.9. Spark plug.
10. Боковой электрод.10. Side electrode.
11. Конденсатор.11. Capacitor.
12. Высоковольтный провод.12. High voltage wire.
13. Высоковольтный провод.13. High voltage wire.
14. Паразитная емкость.14. Spurious capacitance.
15. Конденсатор.15. Capacitor.
Блок электронного зажигания 1 (Фиг.1) соединен с первичной обмоткой 2 катушки зажигания 3, которая содержит также вторичную обмотку 4. Высоковольтный выход вторичной обмотки 4 соединен с первым электродом 5 разрядника 6. Второй электрод 7 разрядника 6 соединен с центральным электродом 8 свечи зажигания 9. Боковой электрод 10 свечи зажигания 9 соединен через конденсатор 11 с низковольтным выходом вторичной обмотки 4 катушки зажигания 3. Высоковольтные провода 12 и 13 соединяют, соответственно, высоковольтный выход вторичной обмотки 4 с первым электродом 5 разрядника 6, и второй электрод 7 с центральным электродом 8 свечи зажигания 9. Паразитная емкость 14 вторичной обмотки 4 подсоединена параллельно вторичной обмотке 4.The electronic ignition unit 1 (Fig. 1) is connected to the
На Фиг.2 боковой электрод 10 соединен с низковольтным выходом вторичной обмотки 4 катушки зажигания 3 непосредственно.In figure 2, the
На Фиг.3 введен конденсатор 15, включенный между выводами вторичной обмотки 4 катушки зажигания 3.In Fig. 3, a
Предлагаемый способ может быть реализован с применением описанного выше устройства следующим образом.The proposed method can be implemented using the device described above as follows.
С выхода блока электронного зажигания 1 (Фиг.1) подают на первичную обмотку 2 катушки зажигания 3 перепад напряжения, который индуктирует на вторичной обмотке 4 высоковольтный импульс напряжения. С высоковольтного выхода вторичной обмотки 4 высоковольтный импульс напряжения подают на первый электрод 5 разрядника 6. Между первым 5 и вторым 7 электродами разрядника 6 возникает электрический разряд. Ток разряда с высоким напряжением подают на центральный электрод 8 свечи зажигания 9. В искровом промежутке свечи зажигания 9, образованном между центральным 8 и боковым 10 электродами, также возникает электрический разряд. Импульсный ток разряда с бокового электрода 10 возвращают на вторичную обмотку 4 через конденсатор 11.From the output of the electronic ignition unit 1 (Fig. 1), a voltage drop is applied to the
Цепь, по которой проходит ток разряда, состоит из высоковольтного провода 12, разрядника 6, высоковольтного провода 13, свечи зажигания 9, конденсатора 11 и паразитной емкости 14 вторичной обмотки 4 катушки зажигания 3.The circuit through which the discharge current passes consists of a high-
Дело в том, что по проводам вторичной обмотки 4, которая имеет значительное электрическое сопротивление и большую индуктивность, ток разряда не может проходить, так как длительность импульса разряда не превышает нескольких микросекунд. Ток разряда может проходить только через «паразитную» емкость 14 выхода вторичной обмотки 4.The fact is that through the wires of the secondary winding 4, which has significant electrical resistance and high inductance, the discharge current cannot pass, since the duration of the discharge pulse does not exceed several microseconds. The discharge current can only pass through the “stray”
В некоторых случаях, в зависимости от электрической схемы выходного каскада блока зажигания 1, ток импульсного разряда от бокового электрода 10 возвращают на вторичную обмотку 4 не через конденсатор 11, а по проводу (Фиг.2).In some cases, depending on the electric circuit of the output stage of the
Путем установки высоковольтного конденсатора 15 небольшой емкости между выходами вторичной обмотки 4 катушки зажигания 3 (Фиг.3), можно еще увеличить ток электрического разряда за счет накопления дополнительного заряда на конденсаторе 15.By installing a high-
В описываемом устройстве зажигания, вследствие наличия последовательно включенного разрядника 6, напряжение искрового разряда значительно выше, чем в обычных системах зажигания. Происходит это потому, что, для зажигания горючей смеси напряжение на выходе вторичной обмотки катушки зажигания должно одновременно «пробить» искровой промежуток свечи зажигания и большой искровой промежуток разрядника. В известных системах зажигания, не имеющих разрядника, пробой искрового промежутка свечи зажигания происходит при напряжении на вторичной обмотке около 8 киловольт. При наличии разрядника с его большим искровым промежутком, пробой искрового промежутка свечи зажигания происходит при напряжениях 20-25 киловольт.In the described ignition device, due to the presence of a series-connected
В связи с этим, а также благодаря специально выбранному значению электрического сопротивления цепи разряда, создают необходимый большой ток разряда в свече зажигания для обеспечения более эффективного зажигания горючей смеси.In this regard, and also due to the specially selected value of the electrical resistance of the discharge circuit, they create the necessary large discharge current in the spark plug to provide more efficient ignition of the combustible mixture.
По закону Ома ток разряда в цепи равен напряжению разряда, поделенному на электрическое сопротивление цепи разряда.According to Ohm's law, the discharge current in the circuit is equal to the discharge voltage divided by the electrical resistance of the discharge circuit.
Средства, необходимые для осуществления выбора силы тока разряда следующие:The means necessary for making the choice of discharge current strength are as follows:
1. Для изменения напряжения разряда и выбора необходимой величины напряжения разряда, должны быть изготовлены разрядники с различными искровыми промежутками. Изготовить разрядники с различными искровыми промежутками можно в соответствии с патентами РФ №2107184 и №2151321.1. To change the discharge voltage and select the required value of the discharge voltage, arresters must be made with different spark gaps. It is possible to manufacture arresters with various spark gaps in accordance with the patents of the Russian Federation No. 2107184 and No. 2151321.
2. Для выбора необходимого сопротивления цепи разряда, должны иметься высоковольтные провода с различными сопротивлениями (Фиг.1, 2, 3). В настоящее время имеется много видов высоковольтных проводов с различными величинами электрического сопротивления. В книге: Росс Твег. Системы зажигания легковых автомобилей // За рулем, 1997 г. стр.32 написано:2. To select the required resistance of the discharge circuit, there must be high-voltage wires with different resistances (Figs. 1, 2, 3). Currently, there are many types of high-voltage wires with different values of electrical resistance. In the book: Ross Tweg. Ignition systems for cars // Driving, 1997 p. 32 it is written:
«Наши красные высоковольтные провода имеют распределенное сопротивление 2 кОм на метр длины.... Для систем зажигания высокой энергии ... применяют провода синего цвета... с распределенным сопротивлением 2,55 кОм.... Зарубежные высоковольтные провода... величина распределенного сопротивления может быть в пределах 9-25 кОм...». В действительности, в продаже имеется значительно больше проводов с различными сопротивлениями. Таким образом, для выбора величины тока разряда также имеется набор высоковольтных проводов с различными сопротивлениями."Our red high-voltage wires have a distributed resistance of 2 kOhm per meter of length .... For high-energy ignition systems ... use blue wires ... with a distributed resistance of 2.55 kOhm ... Foreign high-voltage wires ... value distributed resistance may be in the range of 9-25 kOhm ... ". In fact, there are significantly more wires with different resistances on sale. Thus, to select the magnitude of the discharge current, there is also a set of high-voltage wires with different resistances.
Метод, процедура, алгоритм выбора необходимого тока искрового разряда в свече зажигания следующий:The method, procedure, algorithm for selecting the required spark discharge current in the spark plug is as follows:
1. Выбирают разрядник с самым маленьким расстоянием между электродами и высоковольтные провода с самыми большими сопротивлениями и устанавливают их в двигатель автомобиля. Разрядник устанавливают на выходе вторичной обмотки катушки зажигания. Если имеется распределитель зажигания, то разрядник включают между вторичной обмоткой и распределителем. Затем проверяют характеристики двигателя, т.е. уровень вредных выбросов двигателя, его мощность и экономичность.1. Choose a spark gap with the smallest distance between the electrodes and high-voltage wires with the largest resistances and install them in the car engine. The spark gap is installed at the output of the secondary winding of the ignition coil. If there is an ignition distributor, then a spark gap is connected between the secondary winding and the distributor. Then check the characteristics of the engine, i.e. level of harmful emissions of the engine, its power and efficiency.
2. Если полученные характеристики двигателя не удовлетворяют поставленным требованиям, то устанавливают в системе зажигания разрядник с большим искровым промежутком, провода с меньшими сопротивлениями и повторяют измерения характеристик двигателя.2. If the obtained engine characteristics do not meet the set requirements, then install an arrester in the ignition system with a large spark gap, wires with lower resistances and repeat the measurements of the engine characteristics.
3. Если характеристики двигателя опять не удовлетворительны, то продолжают, аналогично описанной выше процедуре, выбор искрового промежутка разрядника и высоковольтных проводов, пока не будут получены необходимые характеристики двигателя.3. If the engine characteristics are again not satisfactory, then continue, similarly to the procedure described above, the selection of the spark gap of the spark gap and high-voltage wires until the necessary engine characteristics are obtained.
Выбор оптимальных, необходимых параметров цепи, по которой проходит ток искры, в данном случае параметров разрядника и кабелей, производят на специализированном стенде, предназначенном для измерений уровня вредных выбросов, расхода топлива и мощности двигателя автомобиля. Например, в НАМИ или МАДИ.The selection of the optimal, necessary parameters of the circuit along which the spark current passes, in this case the parameters of the arrester and cables, is carried out at a specialized stand designed to measure the level of harmful emissions, fuel consumption and engine power of the car. For example, in US or MADI.
Измерения выбранных напряжения разряда и необходимого значения тока искры производят на другом специализированном стенде, предназначенном для проведения таких измерений, куда устанавливают систему зажигания с выбранными разрядником и кабелями. Подобные стенды имеются в лабораториях электротехнических КБ и институтов, а также в НАМИ и МАДИ.Measurements of the selected discharge voltage and the required value of the spark current are carried out at another specialized stand designed for such measurements, where the ignition system with the selected spark gap and cables is installed. Similar stands are available in laboratories of electrotechnical design bureaus and institutes, as well as in NAMI and MADI.
В результате описанной выше процедуры выбора находят необходимое значение силы тока искрового разряда, которое обеспечивает наиболее эффективное зажигание горючей смеси для данного двигателя и данного автомобиля. Например, для двигателя ВА3-2109.As a result of the selection procedure described above, the necessary value of the spark discharge current is found, which provides the most efficient ignition of the combustible mixture for this engine and this car. For example, for the engine BA3-2109.
Найдено более 600 патентов, выданных в России за 1996-2006 гг., с формулой вида «выбирают из условия». В этих патентах свои средства, а методы, алгоритмы, в принципе аналогичны описанному выше методу выбора. Таким образом, принятый в нашем изобретении метод выбора, также хорошо «известен из достигнутого уровня развития техники».Over 600 patents issued in Russia for 1996-2006 were found with the formula “choose from the condition”. These patents have their own means, and methods, algorithms, in principle, are similar to the selection method described above. Thus, the selection method adopted in our invention is also well “known from the achieved level of technological development”.
Выбранное значение тока искрового разряда может быть использовано для создания эффективной системы зажигания, обеспечивающей значительное снижение уровня вредных выбросов, снижение расхода топлива и повышение мощности двигателя автомобиля.The selected value of the spark current can be used to create an effective ignition system that provides a significant reduction in the level of harmful emissions, lower fuel consumption and increase the engine power of the car.
Использование изобретения в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием позволит существенно уменьшить ядовитые выбросы, значительно экономить топливо и увеличить мощность двигателя.The use of the invention in internal combustion engines with spark ignition will significantly reduce toxic emissions, significantly save fuel and increase engine power.
Источники информацииInformation sources
1. Росс Твег. Системы зажигания легковых автомобилей // За рулем, 1997 г.1. Ross Tweg. Ignition systems for cars // Driving, 1997
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146915/06A RU2339839C2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method of fuel mix spark-plug ignition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146915/06A RU2339839C2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method of fuel mix spark-plug ignition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006146915A RU2006146915A (en) | 2008-07-10 |
RU2339839C2 true RU2339839C2 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146915/06A RU2339839C2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method of fuel mix spark-plug ignition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2339839C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2549874C2 (en) * | 2009-03-24 | 2015-05-10 | Рено Сас | Fuel mix ignition in heat engine |
-
2006
- 2006-12-28 RU RU2006146915/06A patent/RU2339839C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2549874C2 (en) * | 2009-03-24 | 2015-05-10 | Рено Сас | Fuel mix ignition in heat engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006146915A (en) | 2008-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7341049B2 (en) | Apparatus for improving efficiency and emissions of combustion | |
US8485163B2 (en) | Apparatus for improving efficiency and emissions of combustion | |
EP2908393A3 (en) | Method and apparatus for operating traveling spark igniter at high pressure | |
US8991364B2 (en) | Apparatus for improving efficiency and emissions of combustion | |
WO2015130655A1 (en) | Plasma ignition device | |
CN105579701B (en) | Method and apparatus for ignition gas fuel mixture | |
CN108104945B (en) | Two-stroke internal combustion engine electrode assembly | |
Abidin et al. | Parametric study and secondary circuit model calibration using spark calorimeter testing | |
RU2339839C2 (en) | Method of fuel mix spark-plug ignition | |
JP3843217B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine and method for igniting fuel filled in fuel chamber | |
US9611826B2 (en) | Plasma header gasket and system | |
Zhu | Spark energy and transfer efficiency analyses on various transistor coil ignition systems | |
RU2406871C2 (en) | Fuel mixture spark ignition method | |
TW201734304A (en) | Ignition device for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber | |
JPH05248633A (en) | Spark ignition method and device for fuel burner | |
US20090096345A1 (en) | Uniquely designed internal combustion engine spark plug that will produce two independent ignition sparks between the spark plug electrodes for each single electrical ignition coil discharge | |
RU2287080C1 (en) | Ignition system of internal combustion engine | |
Astanei et al. | Capacitive Power Supply for Double Spark Plug Ignition System | |
Astanei et al. | A correlation between the rotational temperature and the electrical energy of a cold plasma type electrical discharge produced by a double spark-plug | |
US20110303201A1 (en) | Spark intensifier system | |
US10215149B2 (en) | Plasma header gasket and system | |
RU2190911C2 (en) | Ignition system | |
CN109790814B (en) | Plasma head gasket and system | |
RU2235898C1 (en) | Fuel mixture igniter | |
RU106454U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081229 |