2Мар

Устройство двигателя внутреннего сгорания: Устройство современного двигателя внутреннего сгорания

2 Мар 2023 alexxlab Комментировать

Устройство двигателя внутреннего сгорания — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2.0) для изучения оборудования

  • ЛИЦЕНЗИЯ

    Возможность приобретения лицензии
    без ограничений по времени использования (в зависимости
    от выбранного тарифа)

  • 3D МОДЕЛИ

    3D модели с высокой степенью точности, повторяющие устройство реального двигателя внутреннего сгорания с детализацией до винтика

  • ЭКСПЕРТЫ

    Экспертами при создании наших продуктов выступают только лучшие специалисты ведущих промышленных предприятий России

В качестве наглядных материалов для лекционных и практических занятий

ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ

Безопасное обучение без угрозы жизни и здоровью как ученика, так и окружающих

БЕЗОПАСНОСТЬ

3D модель повторяет устройство реального оборудования с высокой степенью детализации

РЕАЛИСТИЧНОСТЬ

Подготовка сотрудников, введение в должность, общее ознакомления с производством и т. д.

АДАПТАЦИЯ СОТРУДНИКОВ

Доступна VR-версия тренажера

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

ВИРТУАЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕРНЫЙ КОМПЛЕКС (VR)

Слесарь-ремонтник промышленного оборудования «Гидравлические насосы» — Виртуальный тренажерный комплекс (VR) SIKE

Практико-ориентированный тренажер идеально подходит для подготовки слесарей-ремонтников. Формирует навык сборки и разборки популярных гидравлических насосов. Наглядные реалистичные 3D модели. Максимум деталей. Сочетает передовые технологии и высокое качество реализации. Раскройте максимум возможностей в обучении с виртуальной реальностью!

ВИРТУАЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР-СИМУЛЯТОР

Ремонт редукторов — Виртуальный тренажер-симулятор слесаря-ремонтника SIKE

Сформировать навыки безопасного, правильного и быстрого выполнения операций по сборке и разборке редукторов.

Интерактивный тренажер (3D Атлас)

Устройство автомобиля — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2.0) для изучения оборудования

Готовите автомехаников? Не хватает макетов и реальных автомобилей для обучения? Это лучшее решение для изучения и понимания устройства автомобиля! Детальная прорисовка всех основных систем автомобиля, поиск деталей, описание для каждой детали. Тестирование производится по всем деталям в произвольном порядке. Обучающиеся будут знать названия, расположение и внешний вид всех деталей на 100%

Онлайн-тренажер (3D Атлас)

Устройство аккумуляторов и насосных станций — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2.0) для изучения оборудования

Интерактивный тренажер для подготовки студентов и персонала. 6 детальных 3D моделей аккумуляторов и насосных станций . Принципы работы оборудования наглядно объясняются при помощи анимационных роликов. Реалистично. Наглядно. Интересно.

Интерактивный тренажер (3D Атлас)

Устройство объемных гидродвигателей — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2.0) для изучения оборудования

Интерактивный тренажер для подготовки студентов и персонала. 6 детальных 3D моделей гидроприводов. Конструкция и принципы работы оборудования наглядно объясняются при помощи анимационных роликов. Реалистично. Наглядно. Интересно.

Онлайн-тренажер (3D Атлас)

Устройство электродвигателей (часть 1) — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2. 0) для изучения оборудования

Профессиональный тренажер для детального изучения устройства электродвигателей разных типов. Отличный инструмент для обучения и проверки знаний студентов и сотрудников. Позволяет объяснять и планировать обслуживание и ремонт оборудования. Максимально реалистично. Детально. Доступно 24х7. Современно. Невозможно «заучить ответы к тесту», т.к. тренажер проверяет знания по расположению и внешнему виду всех элементов электродвигателей в произвольном порядке. Поэтому чтобы пройти тестирование необходимо реально выучить и знать устройство.

Онлайн-тренажер (3D Атлас)

Устройство электродвигателей (часть 2) — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2.0) для изучения оборудования

Профессиональный тренажер для детального изучения устройства электродвигателей разных типов. Отличный инструмент для обучения и проверки знаний студентов и сотрудников. Позволяет объяснять и планировать обслуживание и ремонт оборудования. Максимально реалистично. Детально. Доступно 24х7. Современно. Невозможно «»заучить ответы к тесту»», т.к. тренажер проверяет знания по расположению и внешнему виду всех элементов электродвигателей в произвольном порядке. Поэтому чтобы пройти тестирование необходимо реально выучить и знать устройство.

Онлайн-тренажер (3D Атлас)

Устройство редукторов — SIKE Интерактивный тренажер (3D Атлас 2.0) для изучения оборудования

Профессиональный тренажер для детального изучения устройства редукторов. Отличный инструмент для обучения и проверки знаний студентов и сотрудников. Позволяет объяснять и планировать обслуживание и ремонт оборудования. Максимально реалистично. Детально. Доступно 24х7. Современно. Невозможно «заучить ответы к тесту», т.к. тренажер проверяет знания по расположению и внешнему виду всех элементов электродвигателей в произвольном порядке. Поэтому чтобы пройти тестирование необходимо реально выучить и знать устройство.

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНЫЙ КУРС

Материаловедение — Электронный учебный курс SIKE

Электронный курс «Материаловедение» входит в серию курсов по профессии «Станочник». Курс подходит для теоретической интерактивной подготовки студентов по специальности 18809 «Станочник широкого профиля», а также обучения студентов по смежным специальностям, в том числе: заточник, сверловщик, слесарь-инструментальщик, слесарь-лекальщик, строгальщик, токарь-универсал, сварщик и т.д.

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНЫЙ КУРС

Материаловедение — Электронный учебный курс SIKE

Заложить теоретические знания в области материаловедения.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЁ

Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания

В данной статье разберем устройство и теорию двигателей внутреннего сгорания, рассмотрим из чего они состоят и как работают. Вы найдете основные понятия и термины, описывается конструкция и работа двигателя.

Автомобильные двигатели различают:

  • по способу приготовления горючей смеси — с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные, газовые двигатели) и с внутренним смесеобразованием (дизели),
  • по роду применяемого топлива — бензиновые (работающие на бензине), газовые (на горючем газе) и дизели (работающие на дизельном топливе),
  • по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением,
  • расположению цилиндров — рядные и V-образные,
  • по способу воспламенения горючей (рабочей) смеси—с принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и инжекторные двигатели) или с самовоспламенением от сжатия (дизели).

Бензиновые – это двигатели, работающие на бензине, с принудительным зажиганием. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные и инжекторные системы питания. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.

Дизельные — это двигатели, работающие на дизельном топливе с воспламенением от сжатия. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением является система непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.

Газовые — это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от бензиновых и мы не будем их рассматривать. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую изучить статью Газобаллонное оборудование. Схема ГБО.

Основные механизмы двигателя внутреннего сгорания:

  • кривошипно-шатунный механизм,
  • газораспределительный механизм,
  • система питания (топливная),
  • система выпуска отработавших газов,
  • система зажигания,
  • система охлаждения,
  • система смазки.
Устройство двигателя внутреннего сгорания

Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый двигатель и разберемся с его устройством и работой. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Одна из основных деталей двигателя — цилиндр 6, в котором находится поршень 7, соединенный через шатун 9 с коленчатым валом 12. При перемещении поршня в цилиндре вверх и вниз его прямолинейное движение шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик 10, который необходим для равномерности вращения вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой, в которой находятся впускной 5 и выпускной клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 15. Распределительный вал приводится во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения.

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Понятия и термины при работе двигателя

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — это крайнее верхнее положение поршня.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — это крайнее нижнее положение поршня.

Ход поршня — это расстояние, пройденное от одной мертвой точки до другой. За один ход поршня коленчатый вал повернется на полоборота.

Камера сгорания (сжатия) — это пространство между головкой цилиндра и поршнем, расположенным в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра — это пространство, освобождаемое поршнем при перемещение его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигателя — это сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. При малых объемах (до 1 л.) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших — в литрах.

Полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема.

Степень сжатия — это число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. В бензиновых двигателях степень сжатия бывает от 8 до 12, а в дизелях — от 14 до 18. Степень сжатия не стоит путать с компрессией, т.к. это два разных понятия.

Такт — процесс (часть цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, у которого рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным.

Как работает двигатель внутреннего сгорания

При работе поршневого двигателя внутреннего сгорания поршень совместно с верхней головкой шатуна движется в цилиндре поступательно (вверх – вниз), при этом коленчатый вал совместно с нижней головкой шатуна совершает вращательные движения. У подавляющего большинства двигателей, если смотреть на двигатель со стороны шкива, вращение коленчатого вала осуществляется по часовой стрелке. За один оборот коленчатого вала (360°) поршень в цилиндре совершает два хода (один ход вверх и один вниз).

При постоянной скорости вращения коленчатого вала двигателя, поршень в цилиндре движется с ускорением – замедлением. Наименьшие скорости движения поршня будут наблюдаться при его «крайних» положениях в цилиндре — в верхней (ВМТ) и нижней части (НМТ). В верхней и нижней части цилиндра поршень «вынужден» сделать остановку, чтобы поменять направление движения.


Рабочий цикл четырехтактного двигателя: а) впуск, б) сжатие, в) рабочий ход, г) выпуск.

Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Подробнее в статье Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя.

Об устройстве двигателя также рассказано в данных статьях:

  • Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы
  • Как работает двигатель (из цикла передачи ‘как это устроено’)

Система зажигания двигателя внутреннего сгорания и устройство очистки (Патент)

Система зажигания двигателя внутреннего сгорания и устройство очистки (Патент) | ОСТИ. GOV

перейти к основному содержанию

  • Полная запись
  • Другое связанное исследование

В этом патенте описывается система зажигания для многоцилиндрового двигателя с предсказуемыми изменениями рабочих характеристик по меньшей мере двух цилиндров двигателя, средство функционального генератора для выработки выходного сигнала, указывающего значение опережения зажигания индивидуально для каждого цилиндра, которое зависит от по крайней мере частично, на предсказуемых изменениях характеристик и значений множества рабочих параметров двигателя.

Изобретатели:
Макдугал, Дж. А.; Леннингтон, Дж. В.
Дата публикации:
Идентификатор ОСТИ:
5327676
Номер(а) патента:
США 5085192; А
Номер заявки:
PPN: США 7-710141
Правопреемник:
Джон А. Макдугал, Детройт, Мичиган (США)
Тип ресурса:
Патент
Отношение ресурсов:
Дата файла патента: 4 июня 1991 г.
Страна публикации:
США
Язык:
Английский
Тема:
33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; КАМЕРЫ СГОРАНИЯ; СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА; ЭКСПЛУАТАЦИЯ; ЦИЛИНДРЫ; КОНТРОЛЬ; ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ; ДВИГАТЕЛИ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ; 330100* — Двигатели внутреннего сгорания; 330700 — Усовершенствованные силовые установки — Контроль выбросов

Форматы цитирования

  • MLA
  • АПА
  • Чикаго
  • БибТекс

Макдугал, Дж. А., и Леннингтон, Дж. В. Система зажигания двигателя внутреннего сгорания и устройство очистки . США: Н. П., 1992. Веб.

Копировать в буфер обмена

McDougal, J A, & Lennington, J W. Система зажигания двигателя внутреннего сгорания и устройство очистки . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Макдугал, Дж. А., и Леннингтон, Дж. В., 1992. «Система зажигания двигателя внутреннего сгорания и устройство очистки». Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_5327676,
title = {Система зажигания двигателя внутреннего сгорания и устройство очистки},
автор = {Макдугал, Дж. А. и Леннингтон, Дж. В.},
abstractNote = {В этом патенте описывается система зажигания для многоцилиндрового двигателя с предсказуемыми изменениями производительности по меньшей мере двух цилиндров двигателя, генератор функций для создания выходного сигнала, указывающего значение опережения зажигания индивидуально для каждого цилиндра, который зависит, по крайней мере частично, от предсказуемых изменений производительности и значений множества рабочих параметров двигателя. },
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/5327676}, журнал = {},

номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1992},
месяц = ​​{2}
}

Копировать в буфер обмена

Полный текст можно найти в Ведомстве США по патентам и товарным знакам.

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

  • Аналогичные записи

Патент США на устройство зажигания двигателя внутреннего сгорания Патент (Патент № 8,365,689, выдан 5 февраля 2013 г.

)

Настоящая заявка является продолжением международной заявки № PCT/AT2010/000348, поданной 23 сентября 2010 г., полное раскрытие которой включено сюда посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к устройству, включающему устройство зажигания двигателя внутреннего сгорания, имеющее свечу зажигания и держатель свечи зажигания, в котором свеча зажигания может быть закреплена в области крепления, и головку цилиндра, в которой свеча зажигания установлена ​​или может быть установлена ​​посредством крепления свечи зажигания. Головка блока цилиндров имеет полость охлаждения головки блока цилиндров, а опора свечи зажигания имеет камеру среды регулирования температуры, которая отделена от полости охлаждения головки цилиндров и имеет канал подачи среды и канал выпуска среды. Изобретение также касается устройства зажигания двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя свечу зажигания, держатель свечи зажигания, который принимает свечу зажигания и который может быть установлен в головке цилиндра двигателя внутреннего сгорания, а также двигатель внутреннего сгорания, в частности газовый двигатель, имеющий компоновку двигателя внутреннего сгорания и запальное устройство.

В случае двигателей внутреннего сгорания, особенно стационарных газовых двигателей, существует два основных способа установки или ввинчивания свечей зажигания в головку блока цилиндров.

В первом варианте свеча зажигания ввинчивается непосредственно в резьбовое отверстие на конце головки блока цилиндров. В этом случае ввинчиваемая резьба предусмотрена непосредственно в литейном материале головки блока цилиндров.

Второй вариант предполагает использование отдельного держателя свечи зажигания (втулки свечи зажигания), который, в свою очередь, привинчивается или зажимается в головке блока цилиндров. В частности, в случае газовых двигателей с форкамерным зажиганием, то есть там, где воспламенение смеси осуществляется с помощью искры зажигания в форкамере, а оттуда смесь воспламеняется в основной камере сгорания посредством воспламеняющих струй, выходящих из переходника. отверстия — по конструктивным причинам необходимо использовать отдельные держатели свечей зажигания.

Интенсивные разработки в области газовых двигателей в последние годы привели к тому, что стало возможным значительно увеличить удельную мощность (например, мощность на рабочий объем поршня) газовых двигателей. Однако результатом этого является то, что свечи зажигания подвергаются высокой тепловой нагрузке. Поэтому методы охлаждения, использовавшиеся до сих пор, частично уже недостаточны.

Во избежание сильного нагрева свечей зажигания в режиме высокой нагрузки двигателя по этой причине крепления свечей зажигания обычно охлаждаются водой. В частности, при высоких тепловых нагрузках уже известно выполнение охлаждающих отверстий в креплении свечи зажигания, чтобы охлаждающая среда проходила в головке цилиндра ближе к резьбе свечи зажигания и там достигалось лучшее охлаждающее действие. Недостатком в этом отношении является, среди прочего, то, что регулирование температуры свечи зажигания всегда зависит от температуры охлаждающей среды в охлаждающей полости головки блока цилиндров, а отверстия проходят только точечно в направлении свечи зажигания.

В результате это не предполагает равномерного контроля температуры свечи зажигания.

В этом отношении JP 7-14596 раскрывает крепление свечи зажигания, посредством которого свеча зажигания устанавливается в головку цилиндра. В этом случае в головке блока цилиндров предусмотрена охлаждающая камера, а в держателе свечи зажигания предусмотрен канал для воды. Эти два водовода или камеры питаются от одного общего водопровода и соединены между собой. Недостатком такой конфигурации является то, что температуры каналов охлаждения всегда влияют друг на друга. Иными словами, если, например, вода в районе крепления свечи очень сильно нагревается, то при дальнейшем охлаждении это также оказывает сильное неизбежное прямое влияние на температуру охлаждающей среды в головке блока цилиндров.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, целью изобретения является обеспечение улучшенного контроля температуры свечи зажигания. В частности, изобретение направлено на обеспечение того, чтобы регулирование температуры посредством крепления свечи зажигания могло быть лучше адаптировано к режиму работы с большой мощностью. Кроме того, изобретение направлено на обеспечение целенаправленного регулирования температуры в различных областях.

Для конструкции, имеющей признаки классифицирующей части настоящего изобретения, эта цель достигается за счет того, что камера среды для регулирования температуры и полость охлаждения головки цилиндров соединены с отдельными устройствами регулирования температуры среды и образуют отдельные контуры среды. Это позволяет добиться целенаправленного регулирования температуры в области крепления свечи зажигания, которое регулируется практически независимо от общего охлаждения головки блока цилиндров. Таким образом, в соответствии с изобретением цепь регулирования температуры гильзы свечи зажигания отделена от остальной цепи регулирования температуры двигателя, чтобы, таким образом, можно было использовать различные среды или использовать различные уровни температуры для регулирования температуры. Например, также можно использовать уровень температуры низкотемпературной стадии охлаждения смеси, который обычно составляет от 30 до 60°С. Однако также возможно предусмотреть схему регулирования температуры гильз свечей зажигания, которая может работать независимо от существующих цепей двигателя, например, при воздействии через теплообменник с окружающим воздухом или с неочищенная вода. Предпочтительно также может быть предусмотрено, что в качестве хладагента используется среда, отличная от воды. Например, также можно было бы обеспечить охлаждение воздухом, CO 2 или другими газами, а также другими жидкостями, такими как хладагент или жидкий CO 2 .

Для устройства зажигания двигателя внутреннего сгорания, имеющего признаки классифицирующей части настоящего изобретения, которая относится только к свече зажигания и креплению свечи зажигания, указанная цель достигается за счет того, что крепление свечи зажигания имеет контроль температуры камера среды с каналом подачи охлаждающей среды и каналом отвода охлаждающей среды. Камера терморегулятора выполнена в виде прохода, направляемого по спирали в держателе свечи зажигания. Спиралевидный поток терморегулирующей среды в канале вокруг свечи зажигания позволяет добиться существенно более целенаправленного, более интенсивного и быстрого регулирования температуры на большей площади поверхности, чем это возможно при отдельных отверстиях в держателе свечи зажигания. В частности, радиально-однородное распределение температуры достигается за счет спиральной конфигурации канала.

Описанные здесь предпочтительные варианты выполнения, поскольку они касаются соответствующих признаков, следует рассматривать как предпочтительные варианты как в отношении компоновки со свечой зажигания, крепления свечи зажигания и головки блока цилиндров, так и в отношении устройства зажигания двигателя внутреннего сгорания только с свечи зажигания и крепления свечей зажигания.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, свеча зажигания может быть выполнена в виде лазерной свечи зажигания, имеющей устройство генерации лазерного излучения и оптическое средство связи, расположенное со стороны камеры сгорания для ввода лазерного излучения в камеру сгорания двигатель внутреннего сгорания.

Лазерное зажигание — это система зажигания, которая находится в стадии интенсивной разработки и имеет фундаментальные преимущества по сравнению с обычным искровым зажиганием. Одним из таких преимуществ является отсутствие эрозионного износа, а также горячей коррозии на электродах свечи зажигания, которые при обычном электроискровом зажигании, особенно в связи с высокой удельной мощностью современных газовых двигателей, приводят к сокращению срока службы свечи зажигания и, следовательно, значительные эксплуатационные расходы. Увеличение удельной мощности двигателя, которое считается одним из основных направлений в разработке двигателей, не представляет никаких трудностей для лазерного зажигания.

Лазерное зажигание, на которое делается ссылка в этом предлагаемом изобретении, включает лазерную свечу зажигания, в которой импульс лазерного света, который длится всего несколько наносекунд, генерируется с достаточно высокой энергией. Лучи лазерного света, исходящие, например, из лазерного кристалла, концентрируются и фокусируются с помощью подходящего оптического средства и вводятся в камеру сгорания через светопропускающее окно, так называемое оптическое средство ввода, или окно камеры сгорания на конце лазерной свечи зажигания, то есть со стороны камеры сгорания. Плазменная искра или искра зажигания образуется в фокусе лазерных лучей. Система лазерного зажигания также имеет устройство оптической накачки, в котором создается квазинепрерывный лазерный свет подходящей длины волны, который передается по кабелю из стекловолокна к лазерному кристаллу в лазерной свече зажигания и с помощью которого он активируется до тех пор, пока срабатывает лазерный импульс. Для обеспечения оптимальной и надежной работы лазерного кристалла со встроенными оптическими интерфейсами и переключателями крайне важно поддерживать как можно более низкую температуру лазерной свечи зажигания в месте установки лазерного кристалла. В случае больших мощных газовых двигателей компоненты, образующие камеру сгорания, подвергаются очень высоким тепловым нагрузкам, кроме того, часто используются длинные стержни свечей зажигания, в которые вставляются свечи зажигания, и где температура стенок уже около 90°С. Температура лазерного кристалла при работе не должна превышать максимальное значение 130°С. Это может быть достигнуто оптимальным образом с помощью настоящего изобретения.

В предпочтительном варианте устройства регулирования температуры среды могут иметь собственные насосы для циркуляции среды в отдельных контурах.

В качестве среды регулирования температуры можно использовать любые подходящие вещества, такие как, например, воздух, вода, CO 2 или другие жидкие хладагенты, которые известны, например, из холодильной техники.

Еще один предпочтительный вариант может предусматривать, что держатель свечи зажигания имеет внутреннюю часть и внешнюю часть, между которыми находится камера среды для регулирования температуры. В частности, в этом отношении предпочтительно, если внутренняя часть держателя свечи зажигания имеет толщину максимум 5 мм, предпочтительно максимум 3 мм, по существу по всей длине держателя свечи зажигания. При этом под монтажной длиной свечи зажигания понимается, по существу, только область внутренней части, которая по длине примыкает к средству приема терморегулирующей среды. Как правило, предпочтительно, если держатель свечи зажигания имеет гильзообразную форму или форму цилиндрической поверхности, благодаря чему облегчается ввинчивание в головку цилиндра.

Для достижения равномерного контроля температуры без деформации держателя свечи зажигания или других деталей камера среды для регулирования температуры может быть предусмотрена практически по всей длине держателя свечи зажигания.

Конфигурация гильзы свечи зажигания предпочтительно такова, что внутри гильзы предусмотрена полость, в которой охлаждающая жидкость в оправке свечи зажигания проходит направленным потоком как можно ближе к концу в камере сгорания сторону или к резьбе свечи зажигания и полностью охватывает ее. Подача теплоносителя осуществляется по одному или нескольким каналам снизу или сбоку. Проходы предпочтительно открываются тангенциально в камеру хладагента и тем самым создают закручивающийся поток (например, посредством направляющих контуров или направляющих лопаток в стенке) в камере хладагента вокруг оси втулки свечи зажигания. Питающие каналы открываются в камеру, например, таким образом, что ближайшая к камере сгорания область свечной гильзы имеет приточный поток и вследствие этого интенсивно охлаждается. Затем охлаждающая жидкость направляется вверх по стенке резьбового отверстия, доходит до контактной поверхности гнезда свечи зажигания и, наконец, далее направляется вверх через полость между наружной и внутренней стенками втулки свечи зажигания, куда сливается охлаждающая жидкость. Однако подача охлаждающей жидкости также может происходить с верхнего конца гильзы свечи зажигания, и в этом случае камера охлаждающей жидкости затем «разделяется на две» с частью камеры, в которой охлаждающая жидкость направляется вниз, и камерой часть, в которой охлаждающая жидкость снова направляется к выходному отверстию. Геометрическая конфигурация этих частей камеры в этом случае предпочтительно такова, что имеется поток хладагента, который проходит вокруг оси втулки. Например, стенки камеры охлаждающей жидкости могут иметь винтовые выемки. Участок стенки гильзы свечи зажигания между свечой зажигания и охлаждающей жидкостью в этом случае является как можно более тонким и имеет толщину стенки не более примерно 3 мм по всей длине посадочного отверстия. Это обеспечивает минимальные пути теплопроводности и, соответственно, интенсивный эффект регулирования температуры.

Изготовление гильзы свечи зажигания описанным способом может осуществляться, например, гильзой, состоящей из двух частей, состоящей из внутренней части, принимающей свечу зажигания, и внешней части, соединенной с головкой цилиндра. Две части могут быть соединены друг с другом посредством сварки, пайки или пайки, клея или посредством прессового соединения. Однако гильза свечи зажигания описанного типа также может быть изготовлена ​​путем тонкого литья. При использовании двухкомпонентной конструкции выбор материала может быть таким, чтобы был достигнут оптимальный компромисс между теплопроводностью и прочностью при минимальной толщине стенки.

Для достижения как можно более равномерного распределения температуры в радиальном направлении особенно предпочтительно можно предусмотреть, чтобы спиральный канал вел от конца, удаленного от камеры сгорания, держателя свечи зажигания, к концу со стороны камеры сгорания. , и с противоположной спиралью снова к удалённому от камеры сгорания концу. При этом также предусмотрено, что подача и отвод среды расположены на конце крепления свечи зажигания, удаленном от камеры сгорания. Эта конфигурация обеспечивает то, что, если смотреть в осевом направлении свечи зажигания, подводящий и выпускной каналы всегда расположены попеременно в держателе свечи зажигания, что обеспечивает как можно более равномерное распределение температуры по всей длине. Вышеупомянутая часть подающей камеры и часть выпускной камеры могут в этом случае предпочтительно скручиваться или поворачиваться в противоположных направлениях. Однако также возможно, чтобы часть подающей камеры была расположена радиально внутрь, а часть выпускной камеры была расположена радиально наружу.

Предпочтительный вариант может дополнительно предусматривать, что температура и/или количественный расход среды в камере среды для регулирования температуры является управляемой или регулируемой в зависимости от нагрузки двигателя или режима работы двигателя с помощью блока управления и/или регулирования.

В еще одном предлагаемом решении, основанном на этом, эффективность эффекта контроля температуры, например количество подаваемой среды контроля температуры и/или температура среды контроля температуры, контролируется или регулируется в зависимости от условий работы двигатель. Это особенно целесообразно по той причине, что при запуске на холостом ходу и при низкой частичной нагрузке выгодны более высокие температуры на свече зажигания, но цель состоит в том, чтобы температуры были как можно более низкими в условиях высокой нагрузки. Соответственно, подходящий параметр управления может представлять собой, например, мощность двигателя.

В случае нового пуска после продолжительного простоя может быть желательным охлаждение двигателя предварительным подогревом гильзы свечи зажигания, чтобы, например, испарить капли воды, сконденсировавшиеся на поверхности свечи зажигания при сторону камеры сгорания или для просушки поверхностей. Капли воды или влага на поверхности со стороны камеры сгорания могут привести к шунтам в случае электрических свечей зажигания и могут привести к ухудшению фокусировки лазерных лучей и, таким образом, к выходу из строя системы зажигания в случае лазерных свечей зажигания.

Теплота, отводимая от гильзы свечи зажигания, составляет лишь небольшую долю от общего количества тепла охлаждающей воды двигателя (например, менее 3%), поэтому требуемые теплообменники являются относительно небольшими и, следовательно, недорогими, а потери энергии незначительными. .

Кроме того, можно предпочтительно предусмотреть, чтобы общая площадь поверхности камеры для регулирующей температуру среды на стороне, обращенной к свече зажигания (внутренняя сторона), была примерно такого же размера, что и общая площадь внутренней поверхности гильзы свечи зажигания, в которую свеча зажигания закручена.

Двигатель внутреннего сгорания, в частности газовый двигатель, может иметь устройство, как описано выше, или устройство зажигания двигателя внутреннего сгорания, как описано выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Дальнейшие детали и преимущества изобретения более подробно описаны ниже посредством конкретного описания со ссылкой на варианты осуществления, проиллюстрированные в качестве примера на чертежах, на которых:

РИС. 1 схематично показано поперечное сечение конструкции с головкой блока цилиндров, держателем свечи зажигания и свечой зажигания,

РИС. 2 показан схематический разрез держателя свечи зажигания со свечой зажигания,

. РИС. 3 показан схематический вид противоположно направленного прохода по двойной спирали камеры терморегулирующей среды в держателе свечи зажигания, а

на фиг. 4 схематически изображен горизонтальный разрез крепления свечи зажигания вместе с подводящим и отводящим патрубками.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РИС. 1 схематично показано поперечное сечение конструкции с головкой блока цилиндров 9.0153 17 , крепление свечи зажигания 60 и свеча зажигания 50 для случая использования двигателя с непосредственным зажиганием. В этом случае искра зажигания производится (непосредственно) в рабочем цилиндре двигателя. Двигатель (из которого показана только часть) включает в этом случае, среди прочего, цилиндр 33 с расположенным в нем поршнем 34 и камерой сгорания 30 двигателя внутреннего сгорания. В камеру сгорания 9 может быть введена горючая топливно-воздушная смесь.0153 30 через впускной клапан 32 и может воспламеняться от свечи зажигания 50 . После сгорания выхлопные газы отводятся через выпускной клапан 37 . Свеча зажигания 50 и держатель свечи зажигания 60 вместе образуют устройство зажигания двигателя внутреннего сгорания 40 , которое вкручивается или может быть привинчено/зажато к головке блока цилиндров 17 . Полости охлаждения головки блока цилиндров 18 (камеры водяного охлаждения двигателя) показаны в разрезе в головке блока цилиндров 17 . Эти полости предпочтительно имеют непрерывную конфигурацию, при этом подача охлаждающей среды осуществляется через трубопровод 23 подачи охлаждающей жидкости на цилиндр, а выпуск осуществляется через выпускную трубу охлаждения цилиндра 24 , при этом этот контур (поток охлаждающей среды) — как схематично показано — поддерживается в рабочем состоянии первым устройством 28 регулирования температуры охлаждающей среды. Для этой цели в первом устройстве 9 регулирования температуры охлаждающей среды может быть предусмотрен насос.0153 28 .

Опора свечи зажигания 60 имеет камеру для среды регулирования температуры 21 , в которую среда 35 подается по трубопроводу подачи охлаждающей жидкости 12 и проходит как можно ближе к наиболее высоконагреваемым нагруженные участки (например, электроды) свечи зажигания 50 . Возврат осуществляется по каналу отвода среды 13 ко второму устройству контроля температуры охлаждающей среды 29 (с помпой). Для этого блок управления и/или регулирования (регулятор) SR может контролировать или регулировать количественный расход среды 35 и температуру среды 35 на основе мощности двигателя или, однако, также на основе на (температурных) датчиках, расположенных, например, в районе свечи зажигания 50 . При желании или необходимости блок управления и/или регулирования (регуляторный блок) SR может также управлять или регулировать устройство 9 контроля температуры охлаждающей среды.0153 28 ГБЦ 17 .

Радиально-однородное распределение температуры вдоль внутренней наружной поверхности 26 держателя свечи зажигания 60 может быть достигнуто за счет канала 27 (здесь не показан), который предпочтительно проходит по спирали вокруг оси a свечи зажигания. Таким образом, воздух в полости держателя свечи зажигания 60 также равномерно охлаждается, и в зависимости от соответствующей конфигурации свечи зажигания может быть достигнут оптимальный контроль температуры 9.0153 50 . Особенно предпочтительно перед запуском двигателя внутреннего сгорания можно ввести теплоноситель, который испаряет водный конденсат, скопившийся в полых зонах из-за предварительного охлаждения двигателя.

РИС. 2 показан схематический разрез держателя свечи зажигания 60 вместе со свечой зажигания 50 , при этом в отличие от фиг. 1 показана лазерная свеча зажигания 50 a , в то время как искра зажигания генерируется в форкамере 9, продуваемой газом.0153 22 . В процессе сжатия в рабочем цилиндре топливная газовоздушная смесь вытекает из основной камеры сгорания 30 в форкамеру 22 , обогащается продувочным газом, поступающим по каналу 36 , и воспламеняется (плазменной) искрой лазерной свечи зажигания 50 a . После воспламенения форкамерной смеси воспламенение смеси происходит в основной камере сгорания 30 посредством воспламеняющих струй, выходящих из форкамеры 22 через передаточные отверстия. Канал промывочного газа 36 закрыт клапаном (не показан) (например, обратным клапаном) для предотвращения сброса сгоревшей газовоздушной смеси. ИНЖИР. 2 в основном показана конфигурация держателя свечи зажигания 60 , состоящая из двух частей, с внутренней частью 19 и внешней частью 20 , между которыми расположена камера 21 среды для контроля температуры. Толщина D внутренней части 19 предпочтительно составляет около 3 мм. На этом изображении видно, что лазерная свеча зажигания 50 a с помощью крепежной области 7 может быть ввинчена в держатель свечи зажигания 60 с помощью ввинчиваемой части . 15 и промежуточный уплотнительный элемент 6 . Сама лазерная свеча зажигания 50 a имеет устройство генерации лазерного излучения 2 для лазерного луча 3 , который излучается через оптические линзы (здесь не показаны) на оптическое устройство 9 сопряжения.0153 10 , при этом воспламенение внесенной горючей смеси происходит в форкамере 22 в очаге 11 .

РИС. 3 показана спиральная конфигурация канала 27 в держателе свечи зажигания 60 . В этом случае охлаждающая среда 35 , поступающая от устройства контроля температуры охлаждающей жидкости 28 , течет с конца, удаленного от камеры сгорания, в направлении камеры сгорания опоры свечи зажигания 60 (в котором здесь, например, расположено оптическое устройство 10 для подключения лазерной свечи зажигания 50 a ), а затем снова наматывается на выпуск охлаждающей среды 13 при сгорании сторона камеры. В зависимости от желаемого эффекта регулирования температуры нижняя и восходящая части канала 27 камеры также могут быть значительно ближе друг к другу. Например, отдельные участки камеры могут быть отделены друг от друга в осевом направлении только выступами толщиной в несколько миллиметров (например, 0,5-3 мм). Расстояния частей камеры относительно друг друга не обязательно должны быть постоянными, но могут быть ближе друг к другу в области сильно выделяющих тепло областей и, таким образом, обеспечивают лучшее охлаждающее действие. По сравнению с показанным поперечным сечением проходов 27 , они могут быть значительно больше по сравнению с толщиной крепления свечи зажигания 60 .

РИС. 4 показан тангенциальный вход охлаждающей среды 35 в камеру 21 охлаждающей среды, в результате чего вокруг свечи 50 зажигания, расположенной в держателе 60 свечи зажигания, может быть создан закрученный (винтовой) завихренный поток, после чего сброс снова происходит по касательной через канал 9 сброса среды.0153 13 .

Таким образом, в настоящем изобретении показано устройство контроля температуры, которое существенно улучшено по сравнению с существующим уровнем техники для свечей зажигания или держателей свечей зажигания.