Метод за намаляване на загубите на енергия в системите за запалване на двигатели с вътрешно горене
Притежатели на патента RU 2364744:
Изобретението се отнася до системи за запалване за двигатели с вътрешно горене с индуктивно или капацитивно акумулиране на енергия и може да се използва в системи за запалване на двигатели с вътрешно горене, както и в устройства, където е необходимо, с малки размери и разходи за монтаж, за да се получи висока ефективност и ниски загуби на искров разряд с големи стойности на ток и енергия. Методът за намаляване на енергийните загуби в системите за запалване на двигатели с вътрешно горене с индуктивно или капацитивно акумулиране на енергия е, че енергията на разреждане на запалителната бобина се намалява до стойност, достатъчна само за постигане на напрежение на пробив. Съпротивлението на веригата за високо напрежение е намалено до по-малко от 10 ома. Кондензатор е свързан последователно с високоволтовата намотка на запалителната бобина. Кондензаторът се разрежда чрез малките съпротивления на веригата за високо напрежение и "пробитата" искрова междина. Разрядът на кондензатора е основният източник на енергия за електрическия искров разряд. Техническият резултат при използване на предложеното изобретение е намаляване на енергийните загуби в запалителната система, подобряване на процеса на запалване, увеличаване на скоростта и пълнотата на изгаряне на горими смеси от различни състави, премахване на детонацията, подобряване на мощността и екологичните характеристики на вътрешното горене двигател. 1 кал.
Изобретението се отнася до системи за запалване на двигатели с вътрешно горене с индуктивно или капацитивно акумулиране на енергия и може да се използва в системи за запалване на двигатели с вътрешно горене, както и в устройства, където е необходимо, с малки размери и цена на инсталацията, да се получи висока ефективност и ниски загуби на искров разряд с големи токови и енергийни стойности.
При двигателите с вътрешно горене с искрово запалване запалването на сместа гориво-въздух (горима) се постига чрез електрически искров разряд между електродите на свещите. За да подобрите значително процеса на запалване и да увеличите скоростта на изгаряне, особено при силно оскъдни горивни смеси (27: 1), изключете детонацията, дори когато използвате нискооктанови горива, постигнете същия разход на гориво като дизелов двигател, подобрете мощността и околната среда характеристики на двигателя, е необходимо значително да се увеличи енергийният електрически искров разряд, да се получи по-голям обем на получената плазма (окислител) и да се увеличи степента на йонизация на горивната смес [1], [4].
Характеристиките на характеристиките на токовото напрежение на разряда във въздушната междина са известни [2]. Искра между електродите на свещта създава силно нагрят йонизиран канал. В този случай може да възникне тлеещ разряд под 0,1 A или дъгов разряд, когато токовете са високи поради голямата мощност на източника на ток и ниската съпротивление на веригата. Напрежението на горене на искра е много по-малко от напрежението на пробив. За да се получи по-голям обем плазма, пропорционален на произведението на средния разряден ток и времето и дължината на искрената междина (Кулон на метър), дъговите разряди с по-ниски напрежения на дъгата (характеристика „падащ“ волт-ампер) са енергийно по-благоприятно, отколкото при нажежен разряд. Размерът на тока на дъговия разряд е ограничен от високото омично съпротивление на веригата за високо напрежение (в конвенционалните системи за запалване) и следователно от големите загуби на енергия върху него, които квадратично зависят от стойността на разрядния ток. Фракцията енергия, отделена в искровия разряд, с увеличаване на тока на дъговия разряд поради "падащата" характеристика на токовото напрежение, нелинейно намалява [1].
Намаляването на съпротивлението на вторичната намотка на запалителната намотка (SC) изисква увеличаване на тока, включен от превключвателя, или увеличаване на честотата на разреждане, което е ограничено от хистерезис и индукционни загуби в късо съединение, основата на превключващия елемент и загуби в него, както и способността на електрическото оборудване да осигурява високи превключващи токове. В допълнение, късото съединение има ниска ефективност, тъй като осигурява две задачи - разрушаване на искровия междинен разряд (високо напрежение) и осигуряване на искровия разряд с енергия, достатъчна за ефективно запалване на горимата смес, докато напрежението на горене на искри е 10-30 или повече пъти по-малко от напрежението на пробив, особено при дъгови разряди [2].
Същността на изобретението е да се получи енергия на разреждане с ниски енергийни загуби и висока ефективност, която е по-голяма от източника на напрежение при пробив - късо съединение може да осигури.
Техническият резултат се постига поради факта, че енергията на късо съединение се намалява до стойност, достатъчна само за постигане на напрежение на пробив, съпротивлението на веригата за високо напрежение се намалява до стойности по-малки от 10 ома; кондензатор е свързан последователно с намотката за високо напрежение на късото съединение, чието разреждане чрез малките съпротивления на веригата за високо напрежение и "пробитата" искрова междина е основният източник на енергия за разреждане.
Техническият резултат от използването на предложеното изобретение са: намаляване на енергийните загуби в запалителната система на двигател с вътрешно горене, получаване на практически всеки необходим обем плазма в разряда с по-малко, до 36 или повече пъти, разход на енергия на единица от полученото обем на плазмата, възможност за запалване и по-бързо изгаряне на силно изчерпани горивни смеси със съотношение въздух/гориво до 27: 1, подобряване на икономическите и екологичните характеристики на двигателя, особено при частични натоварвания, способността за регулиране на мощността на двигателя само чрез промяна на количеството доставено гориво (няма регулиране на въздуха, като дизелов двигател, горивното оборудване е опростено и по-евтино). Времето за забавяне на запалването се намалява, скоростта на горене на горивната смес се увеличава, което елиминира ударите, дори когато се използва нискооктаново гориво, ви позволява да увеличите степента на компресия и да регулирате времето за запалване, за режим на по-голяма мощност и икономичност на двигателят (разход на гориво, като дизелов двигател). Ниското съпротивление на веригата за високо напрежение позволява използването на високи токове (стотици и хиляди А) и енергия от плазмен разряд с ниски загуби, което прави възможно в него да се използва за кратко време почти всяко количество електрическа енергия, получена от възстановяването на енергията на отработените газове и спирачната енергия на превозното средство, с минимално изискване за количеството натрупана енергия (малък размер и цена на тези рекуператорни устройства), което прави използването им икономически изгодно. Късото съединение при този метод има малък брой завои и размери (надеждност, лекота на производство, ниска цена). По отношение на съотношението на енергията на разреждане към масата на късо съединение, тази система значително надвишава производителността на други системи за запалване (почти 9000 пъти според резултатите от прототипни тестове и това не е границата).