энергетическая установка с помехоподавляющим устройством, имеющим пониженную вносимую электрическую емкость

Формула изобретения

Энергетическая установка, образованная двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, включающем в себя головку цилиндра (головку блока цилиндров), содержащую выполненный в головке цилиндра, по меньшей мере, один цилиндрический свечной колодец, систему электроискрового зажигания, содержащую установленные в свечном колодце свечу зажигания, содержащую контактный стержень, и аксиально установленную на свечу зажигания катушку зажигания с обмотками, а также помехоподавительное устройство, содержащее выполненный в головке цилиндра свечной колодец, в пределах геометрического объема которого расположены и свеча, и катушка зажигания, а также цилиндрический, коаксиально расположенный между стенками свечного колодца и установленной в колодце катушкой зажигания экран, снабженный (с образованием разомкнутого кольцевого витка) сквозным разрезом, простирающимся от расположенного со стороны свечи торца экрана до противолежащего относительно свечи торца экрана, отличающаяся тем, что экран выполнен перфорированным множеством расположенных параллельно продольной геометрической оси экрана сквозных щелей, минимальная ширина любой из щелей выбирается из условия несмыкания ее противолежащих кромок при радиальном формировании экрана, величина интервала между щелями экрана равна от 1 до 3 величин ширины щели, максимальная длина щели меньше длины образующей экрана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относиться к устройствам энергообеспечения транспортных средств, в частности автомобиля.

Из книги В.А.Балагурова "Аппараты зажигания", М. Машиностроение, 1968 г., стр.12, известна энергетическая установка автомобиля, образованная ДВС с принудительным зажиганием, включающем в себя головку блока цилиндров и систему электроискрового зажигания. Система электроискрового зажигания включает в себя открыто установленную катушку зажигания, содержащую высоковольтный вывод, установленную в головке блока цилиндров свечу зажигания, содержащую центральный электрод и контактный стержень, а также высоковольтный провод, содержащий токопроводящую жилу, один конец которой гальванически связан с высоковольтным выводом катушки зажигания, а другой с контактным стержнем свечи зажигания, и изолятор. При этом помехоподавительное устройство энергетической установки образовано резистивным элементом, расположенным между центральным электродом и контактным стержнем свечи зажигания, а также выполненной с распределенными электрическими параметрами токопроводящей жилой. Причем, из книги В.Б.Рабжаева, Г.М.Бабича, Л.М.Корец, "Автотракторные провода и жгуты проводов", М. Энергоатомиздат, 1989 г., стр.19, известны высоковольтные провода с токопроводящей жилой с распределенными параметрами двух типов: с распределенным активным сопротивлением (резистивный провод) и с распределенным активно-индуктивно-емкостным сопротивлением (импедансный провод). Одним из недостатков вышеописанной системы зажигания являются большие потери энергии в помехоподавительном устройстве.

Из патента US 6437674, МПК Н 01 F 27/02 (публикация 20.08.02) известна энергетическая установка автомобиля, образованная ДВС с принудительным зажиганием, включающем в себя головку блока цилиндров, содержащую выполненные в головке блока цилиндров цилиндрические свечные колодцы, и систему электроискрового зажигания. Система электроискрового зажигания включает в себя расположенные в каждом из свечных колодцев свечу зажигания, содержащую контактный стержень, и аксиально установленную на свечу зажигания катушку зажигания, содержащую высоковольтную обмотку и высокочастотную катушку индуктивности, встроенную в катушку зажигания. При этом помехоподавительное устройство образовано цилиндрическими свечными колодцами, выполненными в головке блока цилиндров, а также высокочастотными катушками индуктивности, встроенными в катушки зажигания. Причем один из выводов высокочастотной катушки индуктивности гальванически связан с контактным стержнем свечи зажигания, а другой - с одним из выводов высоковольтной обмотки катушки зажигания. Одним из недостатков описанной в вышеуказанном патенте системы зажигания является неэффективность подавления радиопомех с частотами выше 100 МГц.

Прототипом изобретения является известная из патента ЕР 0951028, МПК Н 01 F 38/12 (опубл. 20.10.99) энергетическая установка автомобиля, образованная ДВС с принудительным зажиганием, содержащим головку блока цилиндров с выполненными в головке блока цилиндров цилиндрическими свечными колодцами и систему электроискрового зажигания, включающую в себя расположенные в каждом из свечных колодцев свечу зажигания, содержащую контактный стержень, и аксиально установленную на свечу зажигания катушку зажигания, содержащую высоковольтную обмотку, а также помехоподавительное устройство. При этом помехоподавительное устройство образовано цилиндрическим свечным колодцем, в пределах геометрического объема которого расположены и свеча, и катушка зажигания, а также экраном. Причем экран выполнен в виде полого изготовленного из сплошного магнито- и электропроводящего материала, коаксиального относительно продольной геометрической оси свечного колодца и катушки зажигания, расположенного между стенками свечного колодца и катушкой зажигания цилиндра, снабженного (с образованием разомкнутого кольцевого витка) сквозным разрезом, простирающимся от расположенного со стороны свечи зажигания торца экрана и до противолежащего, относительно свечи, торца экрана. Одним из недостатков прототипа является увеличенная, вносимая в первичную обмотку катушки зажигания, электрическая емкость магнитного экрана.

Учитывая, что вследствие увеличения электрической емкости, вносимой экраном в электроискровую систему зажигания, ухудшаются энергетические характеристики электроискровой системы зажигания, задачей изобретения было создание энергетической установки, в частности автомобиля, с электроискровой системой зажигания, обладающей малой, вносимой в электроискровую систему зажигания, электрической емкостью.

Задача решается в энергетической установке, образованной двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, включающем в себя головку цилиндра (головку блока цилиндров), содержащую выполненный в головке цилиндра, по меньшей мере, один цилиндрический свечной колодец, систему электроискрового зажигания, содержащую установленные в свечном колодце свечу зажигания, содержащую контактный стержень, и аксиально установленную на свечу зажигания катушку зажигания с обмотками, а также помехоподавительное устройство, содержащее выполненный в головке цилиндра свечной колодец, в пределах геометрического объема которого расположены и свеча, и катушка зажигания, а также цилиндрический коаксиально расположенный между стенками свечного колодца и установленной в колодце катушкой зажигания экран, снабженный (с образованием разомкнутого кольцевого витка) сквозным разрезом, простирающимся от расположенного со стороны свечи торца экрана до противолежащего, относительно свечи, торца экрана.

Задача решается тем, что экран выполнен перфорированным множеством расположенных параллельно продольной геометрической оси экрана сквозных щелей, минимальная ширина любой из щелей выбирается из условия несмыкания ее противолежащих кромок при радиальном формировании экрана, величина интервала между щелями экрана равна от 1 до 3 величин ширины щели, максимальная длина щели меньше длины образующей экрана.

Изобретение поясняется следующим чертежами.

На фиг.1 изображен вариант помехоподавляющего, с пониженной емкостью устройства, с множеством единичных, на длине образующей экрана, пошагово распределенных, вдоль направляющей экрана, сквозных щелей.

На фиг.2 изображен вариант помехоподавляющего, с пониженной емкостью устройства, с множеством распределенных с интервалом вдоль образующей и вдоль направляющей экрана коротких сквозных щелей.

Изобретение реализуется двигателем внутреннего сгорания (не показан), содержащим головку 1 цилиндра, свечу 2 зажигания, свечной колодец 3, выполненный в головке цилиндра, катушку 4 зажигания и помехоподавительное устройство. Свеча 2 зажигания установлена в свечном колодце 3 головки цилиндра 1. Катушка 4 зажигания аксиально установлена на свечу 2 зажигания и также расположена в цилиндрическом свечном колодце 3. Помехоподавительное устройство образовано свечным колодцем 3, а также выполненным из магнито- и электропроводящего материала коаксиальным относительно продольной геометрической оси свечного колодца 3 и катушки 4 зажигания, расположенным между стенками свечного колодца 3 и установленной в колодец катушкой 4 зажигания, экраном 5, снабженным (с образованием разомкнутого кольцевого витка) сквозным разрезом 6, простирающимся от расположенного со стороны свечи 2 торца экрана 5 до противолежащего, относительно свечи 2, торца экрана 5.

Перфорация может быть образованна множеством длинных, продольный размер которых составляет до 95% длины образующей экрана, параллельных продольной геометрической оси экрана, распределенных с интервалом вдоль направляющей экрана сквозных щелей или множеством параллельных продольно геометрической оси экрана, распределенных с интервалом вдоль направляющей экрана перфорационных строк, каждая из которых образованна, по меньшей мере, двумя расположенными с интервалом короткими сквозными щелями, продольные геометрические оси которых совпадают и параллельны продольной геометрической оси экрана, или комбинацией длинных щелей и перфорационных строк.

При этом прилежащие к торцу экрана 5 со стороны катушки зажигания 4 кромки длинных щелей выполнены с отступом от торца экрана, прилежащие к торцу экрана 5 со стороны свечи 2 зажигания кромки длинных щелей могут быть выполнены как с отступом от торца экрана, так и с образованием надреза торца экрана, прилежащие к любому из торцов экрана кромки коротких щелей могут быть выполнены как с отступом от торца экрана, так и с образованием надреза торца экрана.

Минимальная ширина любой из щелей выбирается из условия несмыкания ее длинных кромок при радиальном формировании экрана. Величина интервала между щелями экрана равна от 1 до 3 величин ширины щели.

Магнитные силовые линии магнитного поля, образованные первичной и вторичной обмотками катушки зажигания, распространяясь по пути наименьшего магнитного сопротивления (магнитный и электропроводящий экран), огибает щели, не пересекая их. При этом магнитное сопротивление магнитного контура в случае применения перфорированного щелями экрана увеличивается не существенно по сравнению с экраном без щелевых отверстий. Электрическая составляющая электромагнитного поля помехи, распространяющейся по каналу, образованному стенками экрана и стенками свечного колодца головки блока цилиндров, также не пересекает перфорирующие экран щели, что исключает возможность их работы щелей в качестве щелевых антенн. При этом уменьшение суммарной площади магнитного и электропроводящего экрана приводит к уменьшению вносимой в электроискровую систему зажигания электрической емкости.