Пьезоэлектрическая система зажигания

(111 608976 Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 11.06,73 присоединением з вкиосударственныв иомитв авета Министров ССС по делам изобретений(088.8) и открь писания 09.0 б.78 45) Дата опублцковани Авторыизобретен ров и В, В, Усен Научно-исследователь автомобильного эле(71 Заявитель ИГАН ИЯ СИСТЕМ 4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕС Изобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания, в частности к системам зажигания.Известны пьезоэлектрические системы зажигания, содеркащие корпус, рычаг, свободный конец плеча которого опирается на вращающийся кулачок, имеющий участок с резким уменьшением высоты профиля, пьезоэлектрический элемент, пружинный элемент, закрепленный между плечом рычага и пьезоэлектрическим элементом. Прц движении конца плеча рычага по участку с резким уменьшением высоты профиля происходит быстрое расширение прукипы и мгновенное снятие нагрузки с пьезоэлектрического элемента. Образующийся при этом на электроде пьезоэлектрического элемента (соединенном со свечей зажигания) заряд, вызывает искровой разряд и воспламенение рабочей смеси в камере сгорания двигателя.Воспламенение горючей смеси с помощью этого генератора осуществляется только одно- искровым разрядом.Применение многоискрового разряда (получаемого, например, с помощью электронных систем зажигания) улучшает показатели работы двигателя. Создание пьезоэлектрических систем зажигания, позволяющих осуществить многоискровой разряд, особенно актуально в виду малой, не более нескольких микросекий и экспериментальный инсти трооборудования и автоприборо куцд, продолжительности единичного искрового разряда у этих устройств, что снижаетэкономические, мощностные показатели и пусковые качества двигателей.5 Цель изобретения - обеспечение многоискрового разряда.С этой целью предлагаемый генератор снабжен дополнительным пружинным элементом,закрепленным меяду корпусом и плечом ры 10 чага со стороны, противоположной основномупружинному элементу.На чертеже изобракена пьезоэлектрическаясистема зажигания.Пьезоэлектрическая система зажигания сос 15 тоит из двух керамических стержней 1 и 2,между которыми расположен электрод 3,электрически постоянно соединенный со свечей зажигания. Стержень 1 опирается черезпластину 4 па упор 5, а стержень 2 через20 втулки б - 9, шарики 10, 11 и пружины 12, 13ца плечо рычага 14.Меяду плечом рычагом и неподвижнойстенкой корпуса 15 установлены дополнительные пружины 1 б, 17, втулки 18, 19 и шарик 20.Свободный конец 21 рычага опирается на вращающийся кулачок 22,Профиль кулачка выполнен из четырех последовательных участков; 23 - с постояннойвысотой профиля; 24 - с пологим возраста 30 нием высоты профиля; 25 - с постоянной вы45 50 55 3сотой профиля; 26 - с резким уменьшением высоты профиля (уступ).На кулачковом валу установлены подвижные контакты, выполненные в виде пластины 27 и замыкающие электрическую цепь электрод 3 - свеча зажигания при расположении их против проводника 28. Размеры пластины таковы, что указанная цепь заземляется при опоре свободного конца 21 рычага на участке 24 с пологим увеличением высоты профиля кулачка.Работает пьезоэлектрическая система зажигания следующим образом.При вращении кулачка против часовой стрелки и движении свободного конца 21 рычага по участку с пологим возрастанием высоты профиля керамические стержни 1 и 2 сжимаются, образующийся при этом заряд снимается с электрода 3, поскольку электрическая цепь электрод 3 - свеча зажигания в этот период заземлена пластиной 27.На участке 25 с постоянной высотой профиля кулачка сила, сжимающая керамические стержни 1 и 2, неизменна, в то же время пластина 27 удаляется от проводника 28.При дальнейшем движении конец 21 плеча рычага срывается с уступа 26, и пружины 12 и 13 расширяются, разгружая керамические стержни 1 и 2, Образующийся при этом на электрод 3 электрический заряд вызывает искровой разряд между электродами свечи. Дальнейшее движение плеча рычага 14 под действием силы инерции приводит к сжатию пружин 16 и 17, а затем к обратному движению плеча рычага и новому сжатию керамических стержней 1 и 2, сопровождающим. ся новым искровым разрядом. Рычаг осуществляет колебательное движение, причем каждое сжатие и разгружение керамических стержней сопровождается искровыми разрядами. Для осуществления колебаний высота уступа 26 должна быть больше амплитуды колебания свободного конца 21 плеча рычага.Искровые разряды продолжаются до тех пор, пока максимальная величина генерируемого напряжения превосходит величину пробивного напряжения между электродами свечи или до момента встречи свободного конца 21 плеча рычага с поверхностью кулачка на участке 24.После соприкосновения конца рычага 21 с поверхностью кулачка колебания плеча рычага 14 прекращаются, рычаг вновь сжимает керамические стержни, и описанный выше процесс повторяется. 5 10 15 20 25 30 35 40 Для обеспечения надежной работы пьезоэлектрической системы зажигания цспс ообразно применять две пружины 13 и 16 большой жесткости и две 12 и 17 - малой жесткости, причем последние две пружины находятся в сжатом состоянии в течение всего периода колебания плеча рычага. Наличие слабых пружин 12 и 17 почти пе сказывается на скорости снятия или приложения нагрузки к керамическим стержням 1 и 2. Эта скорость определяется жесткими пружинами 13 и 16 и поэтому может быть достаточно высокой, что снижает чувствительность генератора к шунтирующим сопротивлениям.В то же время постоянное сжатие подвижных деталей пьезосистемы слабыми пружинами обеспечивает плотное прилегание сопрягаемых поверхностей втулок 6, 7, 9, 18, рычага 14, шариков 1 О, 11, 20, что позволяет избежать ударов между этими деталями в процессе колебательного движения рычага. Применение указанных втулок и шариков в данной конструкции позволяет также избежать перекосов пружин и осуществить равномерное распределение давления по поверхности торцов стержней 1 и 2,В известных пьезоэлектрических системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, пьезоэлектрические элементы сжимаются усилием, равным -500 кг (а энергия искрового разряда равна -10 мдж). В предлагаемой системе зажигания достаточно сжать таким усилием жесткую пружину на 1 мм, чтобы запасти в ней энергию, соответствующую нескольким сотням единичных искровых разрядов, Таким образом, с помощью предлагаемой пьезоэлектрической системы зажигания можно осуществить многоискровой разряд с большим числом единичных искровых разрядов. Формула изобретения Пьезоэлектрическая система зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая корпус, рычаг, свободный конец плеча которого опирается на вращающийся кулачок, пьезоэлектрический элемент с пружиной, закрепленной между плечом рычага и пьезоэлектрическим элементом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения многоискрового разряда, она снабжена дополнительным пружинным элементом, закрепленным между корпусом и плечом рычага со стороны, противоположной закреплению пьезоэлемента.Типография, пр. Сапунова,Изд.469Государственного комит по делам изобрет 113035, Москва, Ж,Тираж 708та Совета Министроний и открытийРаушская наб., д. 4/