PL230621B1 - Swieca zaplonowa - Google Patents

Abstract

Świeca zapłonowa wyposażona jest w spiralę grzejną (1), nawiniętą na elektrodę środkową (4) i podłączoną do regulatora temperatury (5), wyposażonego w termoparę (6), przy czym jeden z końców spirali grzejnej (1) podłączony jest do regulatora temperatury (5), a drugi połączony jest z korpusem (3) świecy. W innym rozwiązaniu oba końce spirali grzejnej (1) podłączone są do regulatora temperatury (5).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest świeca zapłonowa, znajdująca zastosowanie zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, modelarskim oraz przy produkcji silników spalinowych i generatorów prądotwórczych.

Świeca zapłonowa to jeden z głównych elementów układu zapłonowego silnika spalinowego o zapłonie iskrowym. W zależności od zanieczyszczeń paliwa i przedostawania się środka smarnego do komory spalania, na elektrodach świecy osadza się sadza. Zalegająca sadza na elektrodach świecy zapłonowej utrudnia przeskok iskry pomiędzy nimi, a co za tym idzie utrudnia zapłon mieszanki lub powoduje powstawanie „pustych zapłonów”. Jest to poważny problem wpływający na trwałość świecy zapłonowej, która przewidziana jest na wygenerowanie ok. 20 milionów iskier mających za zadanie prawidłowy zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej. Osadzająca się sadza może doprowadzić do zespolenia się elektrod, uniemożliwiającego powstawanie iskry. Sadza sucha bez zanieczyszczeń ulega spalaniu już w temperaturze ok. 300°C, a sadza mokra, w której składzie znajdują się znaczne ilości zanieczyszczeń i oleju, ulega spalaniu dopiero w temperaturze ok. 600°C. Najczęściej proces samooczyszczania się świecy jest inicjowany w temperaturze ok. 500°C, w której dochodzi do wypalania się sadzy powstałej w wyniku spalania paliwa, nagromadzonej na elementach świecy zapłonowej.

Problemem znanych rozwiązań świec zapłonowych jest zbyt rzadkie osiąganie stanu samooczyszczania się świecy w momencie znacznego zanieczyszczenia sadzą lub przy zapłonie w bardzo niskiej temperaturze. Materiały, z których wykonane są elektrody narażone są na korozję elektrochemiczną intensyfikowaną poprzez szok termiczny pojawiający się w momencie dostarczania mieszanki paliwowo-powietrznej do komory spalania. Powoduje to zmniejszenie trwałości eksploatacyjnej świec zapłonowych, co generuje większe zanieczyszczenie środowiska poprzez niekompletne spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej oraz częstsze wymiany świec zapłonowych zmuszające do wyprodukowania większej ich ilości.

Z publikacji opisu patentowego US1175176 znana jest samoczyszcząca się świeca zapłonowa, która jest wyposażona w klatkę zbudowaną z wielu elektrod, w środku której znajduje się stalowa kulka. Sprężanie gazów w trakcie pracy silnika powoduje pulsujący ruch kulki, która uderza w elektrodę środkową, co prowadzi do oderwania znajdującego się na elektrodzie nagaru.

Z publikacji opisu patentowego US1297058 znane jest rozwiązanie konstrukcyjne dotyczące oczyszczania elektrod świecy zapłonowej. Polega ono na uformowaniu w dolnej części korpusu świecy niewielkich kanalików przelotowych, w których podczas cyklu wydechu tłoka następuje usuwanie gazów spalinowych z cylindra. Kanaliki umożliwiają przepływ gorących gazów spalinowych przez dolną część korpusu świecy dopalając pozostałości sadzy. Rozwiązanie to jest jednak skomplikowane w budowie, zaś żywotność świecy w obecnych konstrukcjach silników spalinowych przy bardzo dużej liczbie szybkich cyklów sprężania i rozprężania byłaby niewielka.

Znane jest z publikacji opisu patentowego US1537586 rozwiązanie konstrukcyjne, dotyczące oczyszczania elektrod świecy. W rozwiązaniu tym elektroda boczna ma kształt litery V. Rozwiązanie takie pozwala na grawitacyjne spływanie oleistych zanieczyszczeń z elektrody i dopalanie ich w gorących gazach spalinowych. Zmniejsza to możliwość osadzania się sadzy i zespolenia się elektrod.

Świeca zapłonowa, posiadająca elektrodę środkową, znajdującą się w ceramicznym korpusie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyposażona jest w spiralę grzejną nawiniętą wokół elektrody środkowej, podłączoną do regulatora temperatury wyposażonego w termoparę. Przewiduje się rozwiązanie, w którym jeden z końców spirali grzejnej podłączony jest do regulatora temperatury, a drugi koniec spirali do korpusu świecy oraz rozwiązanie, w którym oba końce spirali grzejnej są podłączone do regulatora temperatury.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój świecy zapłonowej, gdzie jeden z końców spirali podłączony jest do regulatora temperatury, a drugi jest połączony do korpusu, fig. 2 - przekrój „A-A” z fig. 1, fig. 3 - przekrój świecy zapłonowej gdzie oba końce spirali są podłączone do regulatora temperatury, a fig. 4 i fig. 5 - widoki zanieczyszczonych elektrod świec zapłonowych w powiększeniu.

Świeca zapłonowa posiada korpus 3, w którym osadzona jest elektroda środkowa 4 z nawiniętą spiralą grzejną 1. Spirala grzejna 1 odizolowana jest od elektrody środkowej 4 ceramiką 8. Jeden z końców spirali 1 podłączony jest do regulatora temperatury 5, wyposażonego w termoparę 6. Regulator temperatury 5 połączony jest z akumulatorem 7. Elektroda środkowa 4 jest oddzielona od korpusu 3 i elektrody bocznej izolatorem 2.

PL 230 621 B1

Na fig. 1 przedstawiono przekrój świecy zapłonowej, w której jeden z końców spirali grzejnej 1 podłączony jest do regulatora temperatury 5, a drugi koniec połączony jest z korpusem 3 świecy.

Po uruchomieniu zapłonu silnika, poprzez spiralę grzejną 1 nawiniętą wokół elektrody środkowej 4, następuje podgrzewanie świecy zapłonowej. Regulator temperatury 5 analizuje temperaturę elektrody środkowej 4 za pomocą termopary 6 połączonej ze spiralą grzejną 1. W momencie kiedy temperatura jest niższa od zadanej, wynoszącej ok. 600°C, regulator 5 powoduje załączenie układu i utrzymywanie temperatury elektrody, zapobiegając osadzanie się sadzy. Gdy wartość temperatury będzie wyższa od zadanej, regulator 5 przerwie proces podgrzewania, a nawinięta spirala grzejna 1 posłuży jako dodatkowy układ odprowadzający nadmiar ciepła wydzielający się w procesie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej.

Fig. 3 przedstawia przekrój świecy zapłonowej, w której gdzie oba końce spirali grzejnej 1 podłączone są do regulatora temperatury 5.

Przedstawiona konstrukcja świecy zapłonowej korzystnie wpływa na pracę silnika w niskiej temperaturze zewnętrznej otoczenia. Wstępne podgrzewanie świecy, podczas uruchamiania silnika, zabezpiecza ją przed osadzaniem się sadzy i tworzeniu nagaru na elektrodach, a tym samym powoduje zmniejszenie jej zużycia i wydłuża jej żywotność.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Świeca zapłonowa, posiadająca elektrodę środkową, znajdującą się w ceramicznym korpusie, znamienna tym, że wyposażona jest w spiralę grzejną (1) nawiniętą na elektrodę środkową (4) i podłączoną do regulatora temperatury (5) wyposażonego w termoparę (6), przy czym jeden z końców spirali grzejnej (1) podłączony jest do regulatora temperatury (5), a drugi połączony jest z korpusem (3) świecy.
2. 2. Świeca, według zastrz. 1, znamienna tym, że oba końce spirali grzejnej (1) podłączone są do regulatora temperatury (5).