Устройство за увеличаване на плазмения обем на искра в запалителна свещ
Устройство за увеличаване на плазмения обем на искра в запалителна свещ се отнася до областта на двигателното строителство, по-специално до искровите методи за запалване на горивна смес. Устройството съдържа последователна LC верига, образувана от кондензатор и индуктивност и свързана директно успоредно на пропастта на свещта. Естествената честота на LC веригата е в диапазона от 1 до 5 MHz и параметрите на веригата са избрани така, че когато тя е затворена през пробита искрова междина, затихналите трептения в нея поддържат изгарянето на искрата за време от около 2-3 с. Високоволтовият проводник от запалителната система е свързан към точката, където щепселът е свързан към LC веригата чрез амортисьорен дросел. Устройството служи за увеличаване на плазмената обвивка около искровия стример, без да се увеличава значително енергията на разреждане. 1 wp f-ly, 2 кал.
Схемата, описана в [1], има редица съществени недостатъци. Производството на магнитно запаметяващо устройство върху правоъгълна магнитна сърцевина е сложен технически проблем (няколко десетки завъртания на коаксиален кабел, издържащи 20 kV). Размерите на такова устройство ще бъдат много големи. Освен това натрупването на енергия и нейната концентрация за 10-100 ns в момента на искрене води до рязко увеличаване на ерозията на електродите на свещите. В системи за запалване като битовата "Електроника 3М-К" или "Искра-5" се използва режим на запалване с много искри на горивната смес. Въпреки това, поради високата индуктивност на изтичане на запалителната бобина е трудно да се направи интервалът между импулсите на високо напрежение по-малък от 0,5 ms, т.е. искрите след първия ще повлияят на горивната смес в неоптимален момент от времето (горна мъртва точка).
Въз основа на гореизложеното е ясно, че едновременното подобряване на условията на запалване на горивото и намаляване на степента на детонация в момента на запалване, както и намаляване на ерозията на електродите на свещите, изисква фундаментална промяна в физическите параметри на искрата. Необходимо е да се увеличи обемът на плазмената обвивка около искровия стример и е желателно да се направи това без значително увеличаване на енергията на разреждане.
За прототип е избран германски патент от 1962 г. [3]. В този патент, паралелно на намотката с високо напрежение на бобината за запалване, е свързана L-образна LC верига с три връзки, която действа като елемент за съхранение. Когато се образува искров канал, енергията, натрупана върху кондензаторите, се освобождава в искрата. Тъй като честотният спектър в тази схема е под 100 kHz, а животът на стримера в искрата не надвишава 500 ns, имаме режим, близък до многократно искрене. Въпреки че параметрите на такава искра са близо до оптимални, техническото изпълнение на това устройство среща редица трудности. Първо, дори и на съвременна елементна база, индуктивността и капацитетът на такива номинали, дадени в патента, за напрежение 20-50 kV, ще бъдат много големи. На второ място, в съвременните системи за запалване високоволтовите проводници, свързващи запалителната бобина към разпределителя и разпределителя към запалителната свещ, имат съпротивление от 3-8 kΩ.