RU2213401C2

RU2213401C2 - Spark plug

Info

Publication number: RU2213401C2
Application number: RU2001110152/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Фирсов; О.Н. Федорец; В.А. Поршнев; П.С. Громыко; С.Н. Алпатов; В.Н. Сорокин; Н.В. Бекренев; н А.Р. Асо; А.Р. Асоян; И.В. Фирсов
Original assignee: Фирсов Владимир Михайлович
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; internal combustion engines and other power units. SUBSTANCE: spark plug physically integrated with other devices has body with two electrodes whose butt-end is free to reciprocate in longitudinal direction due to connection of mechanical ultrasonic high-frequency vibration exciter to ultrasonic generator. Vibrations reduce external friction when electrodes and body come in contact with working medium in cylinder both during initial moment and during next time interval of process, and augment atomizing of fuel particles occurring on butt-end part of spark plug. Such arrangement provides for enhancing effectiveness of gas mixture ignition, augmented spark formation by increasing breakdown rate, enlarging spark discharge volume, and improving stability of its maintenance. EFFECT: enhanced service life of spark plug due to mechanical vibrations eliminating internal stress in electrodes. 9 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области электричества, а именно к свечам зажигания, конструктивно объединенным с другими устройствами, имеющие электрические носители. Изобретение может быть использовано во всех отраслях промышленности для качественного улучшения работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) при конструировании принципиально новых их вариантов, особенно при переходе на новые виды топлив, в частности на сжиженные газы, в том числе водородосодержащие. Оно может быть использовано для воспламенения в различных тепловых двигателях, в силовых энергетических установках, в машинах и аппаратах химической промышленности, а также для запуска (ЖРД) ракетно-космической техники, где требуется высокая надежность работы заданного процесса и всего машинно-механического комплекса в целом, где данная свеча зажигания будет использована. The invention relates to the field of electricity, namely to spark plugs, structurally combined with other devices having electrical media. The invention can be used in all industries for the qualitative improvement of the operation of internal combustion engines (ICE) when designing fundamentally new variants of them, especially when switching to new types of fuels, in particular liquefied gases, including hydrogen-containing ones. It can be used for ignition in various thermal engines, in power plants, in machines and apparatuses of the chemical industry, as well as for launching rocket and space rocket engines, where high reliability of the given process and the entire mechanical and mechanical complex as a whole are required where this spark plug will be used.

Известны обычные свечи зажигания, которые обеспечивают электрический разряд внутри камеры сгорания. Конструктивно свечи зажигания выполняются разборными или неразборными и состоят из корпуса, двух электродов и керамического изолятора. Конструкция и работа этих свечей зажигания описана в книге Боброва Т. Н. и Воропай П.И. "Применение топлив и смазочных материалов", 2-е переработанное и дополненное издание, "Недра", Москва, 1968, стр. 81-82. Conventional spark plugs are known which provide electrical discharge inside a combustion chamber. Structurally, spark plugs are made collapsible or non-collapsible and consist of a housing, two electrodes and a ceramic insulator. The design and operation of these spark plugs is described in the book of Bobrov T.N. and Voropay P.I. "The use of fuels and lubricants", 2nd revised and supplemented edition, "Nedra", Moscow, 1968, pp. 81-82.

Обеспечение надежности и четкости зажигания - задача непростая для работы ДВС и, прежде всего, по состоянию и по характеристикам свеча зажигания должна соответствовать данному двигателю по всем параметрам и условиям его работы. Основным недостатком известных свечей зажигания является неполное соответствие параметров и условий работы для каждого конкретного двигателя, отсутствие возможности интенсификации и регулирования искрообразования при воспламенении горючей смеси, а также отсутствие возможности наложения механических ультразвуковых высокочастотных колебаний на торцевую часть корпуса и на электроды. Ensuring reliability and clarity of the ignition is not an easy task for the internal combustion engine to operate, and, first of all, in terms of condition and characteristics, the spark plug must correspond to this engine in all parameters and conditions of its operation. The main disadvantage of the known spark plugs is the incomplete compliance of the parameters and operating conditions for each specific engine, the lack of the possibility of intensification and regulation of spark formation during ignition of the combustible mixture, and the lack of the ability to impose mechanical ultrasonic high-frequency vibrations on the end of the housing and on the electrodes.

Известна свеча зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, токопроводящий элемент и устройство для образования электрического импульса, выполненное в виде эмиссионного преобразователя, размещенного в корпусе, и средства для формирования электрического импульса и токопроводящий элемент совмещены с аналогичными элементами преобразователя. A known spark plug of an internal combustion engine comprising a housing, a conductive element and a device for generating an electrical impulse, made in the form of an emission transducer located in the housing, and means for forming an electrical impulse and a conductive element are combined with similar elements of the converter.

Данная конструкция и работа описаны в опубликованной заявке на изобретение 96110358, МПК H 01 T 13/00, дата публикации 20.08.1998 г. This design and work are described in the published application for invention 96110358, IPC H 01 T 13/00, publication date 08/20/1998

Данная конструкция самой свечи зажигания из-за своей сложности имеет недостаточные эксплуатационные возможности в образовании четкого электрического импульса и невысокую надежность работы, так как его образование происходит через эмиссионный преобразователь, который размещен в том же корпусе, а средства для формирования электрического импульса и токопроводящий элемент совещены с элементами преобразователя. Кроме того, отсутствует возможность наложения механических ультразвуковых высокочастотных колебаний на торцевую часть корпуса свечи и электроды. This design of the spark plug itself, due to its complexity, has insufficient operational capabilities in the formation of a clear electrical impulse and low reliability of operation, since its formation occurs through an emission converter, which is located in the same housing, and the means for generating an electrical impulse and a conductive element are aligned with converter elements. In addition, there is no possibility of applying mechanical ultrasonic high-frequency oscillations to the end part of the candle body and electrodes.

Известна свеча зажигания для ДВС, имеющая металлический корпус, изолятор с встроенным центральным электродом, общий "массовый" боковой электрод, закрепленный на корпусе, установленный относительно центрального электрода с некоторым зазором и имеющий сквозные отверстия, причем боковой электрод имеет отверстия произвольной формы, расположенные вне зоны разрядного промежутка, причем диаметр описанной окружности отверстий не превосходит половины ширины бокового электрода. Конструкция и работа этой свечи зажигания описана в заявке на изобретение 95106237, МПК Н 01 Т 13/00, дата публикации 10.01.1997 г. (выбрана за прототип). A spark plug for internal combustion engines is known, having a metal body, an insulator with a built-in central electrode, a common "mass" side electrode mounted on the body, mounted relative to the central electrode with a certain gap and having through holes, the side electrode having holes of arbitrary shape located outside the zone discharge gap, and the diameter of the described circumference of the holes does not exceed half the width of the side electrode. The design and operation of this spark plug is described in the application for invention 95106237, IPC Н 01 Т 13/00, publication date 01/10/1997 (selected as a prototype).

Недостатком свечи зажигания является отсутствие возможности интенсификации и регулирования искрообразования при воспламенении горючей смеси, а также отсутствие возможности наложения механических ультразвуковых высокочастотных колебаний на торцевую часть корпуса и на электроды. The disadvantage of the spark plug is the lack of the possibility of intensification and regulation of sparking during ignition of the combustible mixture, as well as the absence of the possibility of applying mechanical ultrasonic high-frequency oscillations to the end part of the housing and to the electrodes.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы свечи зажигания при воспламенении горючей смеси с одновременным расширением эксплуатационных, технических и технологических возможностей, интенсификации и регулирования образования искры между боковым и центральным электродом путем увеличения скорости пробоя искры горючей смеси, а также путем увеличения объема искрового разряда и его стабильного поддержания, в том числе и путем уменьшения трения потока сжатого газа об корпус свечи и ее элементы, увеличением срока службы и снятием усталостных внутренних напряжений в ее элементах. А также изменением местоположения центрального и боковых электродов, приводящих к изменению режимов ее работы. The objective of the invention is to increase the efficiency of the spark plug when igniting a combustible mixture while expanding operational, technical and technological capabilities, intensifying and regulating the formation of sparks between the side and central electrodes by increasing the breakdown rate of a spark of a combustible mixture, as well as by increasing the volume of a spark discharge and its stable maintaining, including by reducing friction, the flow of compressed gas on the candle body and its elements, increasing the service life and the removal of fatigue internal stresses in its elements. As well as changing the location of the central and side electrodes, leading to a change in the modes of its operation.

Кроме того, созданием технических возможностей для равномерного распределения и смешивания компонентов топлива, а также его мелкодисперсного распыления через кольцевую щель вокруг центрального и боковых электродов свечи зажигания, т.е. созданием так называемой рабочей схемы "свеча-форсунка". In addition, by creating technical capabilities for the uniform distribution and mixing of fuel components, as well as its finely dispersed atomization through an annular gap around the central and side electrodes of the spark plug, i.e. the creation of the so-called working scheme "candle-nozzle".

Кроме всего этого, путем выполнения активной излучающей накладки-концентратора определенной формы и расположением под углом ее торцевой поверхности, относительно центральной оси ультразвукового преобразователя, для создания определенных видов колебаний. In addition to all this, by performing an active emitting lining of the hub of a certain shape and positioning it at an angle to its end surface relative to the central axis of the ultrasonic transducer, to create certain types of vibrations.

Решение поставленной задачи достигается за счет наложения на торцевую часть корпуса свечи зажигания продольных возвратно-поступательных перемещений в результате соединения "возбудителя" механических ультразвуковых высокочастотных колебаний, в частности пьезокерамических пластин предлагаемого устройства, с генератором ультразвуковых колебаний. The solution to this problem is achieved by imposing longitudinal reciprocating movements on the end of the spark plug body as a result of connecting the “pathogen” of mechanical ultrasonic high-frequency vibrations, in particular piezoceramic plates of the proposed device, with an ultrasonic oscillator.

Данные механические ультразвуковые высокочастотные колебания снижают внешнее трение в момент контакта электродов и корпуса свечи с рабочей смесью в цилиндре как в начальный момент, так и в последующий временной интервал процесса горения. These mechanical ultrasonic high-frequency oscillations reduce external friction at the moment of contact of the electrodes and the candle body with the working mixture in the cylinder both at the initial moment and in the subsequent time interval of the combustion process.

Высокочастотные колебания интенсифицируют процесс распыления попавшего на торцевую часть корпуса свечи и ее электроды частиц топлива, а также интенсифицируют процесс образования искры между боковым и центральным электродом за счет увеличения скорости пробоя искрового разряда через горючую смесь. Кроме того, увеличивают объем искрового разряда и поддерживают его в стабильном состоянии на заданном промежутке времени, а также возможна его регулировка за счет изменения частоты и амплитуды колебаний. Механические колебания уменьшают трение сжатого газа об корпус свечи и ее элементы, увеличивают срок службы, снимают внутренние напряжения, которые приводят к быстрому разрушению материала электродов. High-frequency vibrations intensify the process of spraying fuel particles that have fallen on the end part of the body of the candle and its electrodes, and also intensify the process of spark formation between the side and central electrodes by increasing the rate of breakdown of a spark discharge through a combustible mixture. In addition, they increase the volume of the spark discharge and maintain it in a stable state for a given period of time, and it is also possible to adjust it by changing the frequency and amplitude of the oscillations. Mechanical vibrations reduce the friction of compressed gas against the candle body and its elements, increase the service life, and relieve internal stresses that lead to the rapid destruction of the electrode material.

Конструктивно решение поставленной задачи предлагаемого устройства достигается тем, что торцевая часть корпуса свечи зажигания жестко закреплена во втулке, являющейся частью активной излучающей накладки-концентратора ультразвукового преобразователя, имеющего внутреннюю полость для размещения изолятора с центральным электродом, токоизолирующей втулки, высоковольтного провода со съемным контактом, одевающимся на центральный электрод, центральные оси которых совпадают друг с другом, причем для подвода высоковольтного провода к центральному электроду в ультразвуковом преобразователе, например, выполнено центральное отверстие, концентрично расположенное относительно центральной оси и соединенное с отверстием, расположенным в узловой плоскости, где колебания отсутствуют, для установки в корпус ДВС имеется концентрично расположенная относительно нижней части излучающей накладки-концентратора втулка с фланцем, связанные между собой и с активной излучающей накладкой-концентратором в узловой плоскости на расстоянии от торца не менее λ/4, имеющая на своей нижней боковой поверхности посадочное соединение с прокладкой, где λ - длина ультразвуковой волны. Structurally, the task of the proposed device is achieved by the fact that the end part of the spark plug body is rigidly fixed in the sleeve, which is part of the active emitting lining-hub of the ultrasonic transducer, having an internal cavity for accommodating an insulator with a central electrode, a current-insulating sleeve, a high-voltage wire with a removable contact, dressing on the central electrode, the central axes of which coincide with each other, moreover, for supplying a high-voltage wire to prices For example, a central hole in the ultrasonic transducer is provided with a central hole concentrically located relative to the central axis and connected to a hole located in the nodal plane, where there are no vibrations, for installation in the engine case there is a sleeve with a flange concentrically located relative to the lower part of the radiating lining-hub, connected with each other and with the active radiating patch-hub in the nodal plane at a distance from the end of at least λ / 4, having on its lower side the new surface landing connection with the gasket, where λ is the ultrasonic wavelength.

Кроме этого, возможен вариант, когда центральные оси корпуса свечи и ультразвукового преобразователя пересекаются, а также когда центральные оси корпуса свечи и ультразвукового преобразователя не совпадают друг с другом. In addition, it is possible that the central axes of the candle body and the ultrasonic transducer intersect, and also when the central axes of the candle body and the ultrasonic transducer do not coincide with each other.

В ряде случаев в узловой плоскости ультразвукового преобразователя, где колебания отсутствуют, между втулкой с фланцем и излучающей накладкой-концентратором может быть установлен, по крайней мере, один, например, шариковый подшипник на расстоянии не менее λ/4 от ее торцевой поверхности, причем высоковольтный провод подсоединен к токоподводящей шайбе, жестко закрепленной с токоизолированной прокладкой, установленной на ультразвуковом преобразователе, в узловой плоскости на расстоянии 3λ/4 от торца, а его вращение осуществляется через зубчатую передачу, расположенную на фланце излучающей накладки-концентратора, где колебания отсутствуют, а λ - длина ультразвуковой волны. In some cases, in the nodal plane of the ultrasonic transducer, where there are no vibrations, between the sleeve with the flange and the radiating lining-hub can be installed at least one, for example, a ball bearing at a distance of at least λ / 4 from its end surface, and high-voltage the wire is connected to a current-conducting washer, rigidly fixed with a current-insulated gasket mounted on an ultrasonic transducer, in a nodal plane at a distance of 3λ / 4 from the end, and its rotation is carried out through a charger chatuyu gear disposed on a flange of the radiating laths-concentrator where fluctuations are absent and λ - length of the ultrasonic wave.

Между втулкой с фланцем, излучающей накладкой-концентратором и шариковым подшипником дополнительно может быть установлен механизм регулирования положения торца корпуса свечи по части сферической поверхности, выполненной в виде шарнира, жестко закрепленного на фланце излучающей накладки-концентратора и расположенным своим центром на пересечении узловой плоскости и центральной оси на расстоянии не менее λ/4 от торца корпуса свечи, где λ - длина ультразвуковой волны. Between a sleeve with a flange, a radiating overlay-hub and a ball bearing, an additional mechanism for regulating the position of the end face of the candle body along a spherical surface made in the form of a hinge rigidly fixed to the flange of the radiating overlay-hub and located at its center at the intersection of the nodal plane and the central axis at a distance of at least λ / 4 from the end of the candle body, where λ is the ultrasonic wavelength.

В узловой плоскости на расстоянии от торца не менее λ/4, где λ - длина ультразвуковой волны, может быть выполнено отверстие для подвода компонента топлива в зазор между втулкой с фланцем и активной излучающей накладкой-концентратором ультразвукового преобразователя, где на боковой поверхности активной излучающей накладки-концентратора выполнены, например, винтовые канавки, а плоскость торцевой поверхности расположена под углом 45±90^o к центральной оси. На внутренней боковой поверхности втулки может быть установлен на расстоянии λ/4 от торца, например, сепаратор с шариками, имеющими возможность вращения, причем шарики имеют точечный контакт с боковой поверхностью активной излучающей накладки-концентратора, а торцевая поверхность выполнена в виде плоскости, расположенной под углом β = 90±45^o к центральной оси, где λ - длина ультразвуковой волны.In the nodal plane at a distance from the end face of at least λ / 4, where λ is the ultrasonic wavelength, a hole can be made for supplying the fuel component into the gap between the sleeve with the flange and the active emitting pad-concentrator of the ultrasonic transducer, where on the side surface of the active emitting pad -concentrator made, for example, helical grooves, and the plane of the end surface is located at an angle of 45 ± 90 ^o to the Central axis. On the inner side surface of the sleeve can be installed at a distance of λ / 4 from the end, for example, a separator with balls that can be rotated, and the balls have point contact with the side surface of the active radiating lining-hub, and the end surface is made in the form of a plane located under angle β = 90 ± 45 ^o to the central axis, where λ is the length of the ultrasonic wave.

Втулка с фланцем может быть жестко связана между собой и с активной излучающей накладкой-концентратором в узловой плоскости. A sleeve with a flange can be rigidly connected with each other and with the active radiating patch-hub in the nodal plane.

На фиг. 1-11 показана конструкция предлагаемой свечи зажигания. Свеча зажигания (см. фиг.1-3) состоит из корпуса 1 с прокладкой 2 и размещенным на нем по крайней мере одним боковым электродом 3, с размещенным внутри него изолятором 4, центральным электродом 5, где "массовый" боковой электрод 3, закрепленный на корпусе 1, установлен относительно центрального электрода с некоторым зазором и имеет, например, сквозные отверстия 6 произвольной формы, расположенные вне зоны разрядного промежутка. Торцевая часть корпуса 1 свечи жестко закреплена во втулке 7, являющейся частью активной излучающей накладки-концентратора 8 ультразвукового преобразователя 9, имеющего внутреннюю полость 10 для размещения изолятора 4 с центральным электродом 5, токоизолирующей втулки 11, высоковольтного провода 12 со съемным контактом 13, одевающимся на центральный электрод 5. Центральные оси корпуса 1 свечи зажигания и ультразвукового преобразователя 9 совпадают друг с другом, причем для подвода высоковольтного провода 12 к центральному электроду 5 в ультразвуковом преобразователе 9 выполнено центральное отверстие 14, концентрично расположенное относительно центральной оси и соединенное с отверстием 15, расположенным в узловой плоскости, где колебания отсутствуют. Для установки предлагаемой "свечи зажигания" в корпус ДВС имеется концентрично расположенная относительно нижней части излучающей накладки-концентратора 8 втулка 16 с фланцем 17, жестко связанные между собой и с активной излучающей накладкой-концентратором 8 в узловой плоскости на расстоянии от торца втулки 16 с фланцем 17 не менее λ/4, и имеющая не своей нижней боковой поверхности посадочное соединение 18 с прокладкой 19, где λ - длина ультразвуковой волны. In FIG. 1-11 shows the design of the proposed spark plugs. The spark plug (see Figs. 1-3) consists of a housing 1 with a gasket 2 and at least one side electrode 3 placed on it, with an insulator 4 placed inside it, a central electrode 5, where the "mass" side electrode 3 is fixed on the housing 1, it is mounted relative to the central electrode with a certain gap and has, for example, through holes 6 of arbitrary shape located outside the zone of the discharge gap. The end part of the candle body 1 is rigidly fixed in the sleeve 7, which is part of the active emitting lining-hub 8 of the ultrasonic transducer 9, having an internal cavity 10 for accommodating an insulator 4 with a central electrode 5, a current-insulating sleeve 11, a high-voltage wire 12 with a removable contact 13, worn on the central electrode 5. The central axis of the housing 1 of the spark plug and the ultrasonic transducer 9 coincide with each other, and for supplying the high-voltage wire 12 to the central electrode 5 in ultrasound ukovom converter 9 has a central opening 14 located concentrically about the central axis and connected with a hole 15 disposed in the nodal plane where fluctuations are absent. To install the proposed “spark plugs” in the ICE case there is a sleeve 16 with a flange 17 concentrically located relative to the lower part of the radiating lining-hub 8 with a flange 17, rigidly interconnected with the active radiating lining-hub 8 in a nodal plane at a distance from the end of the sleeve 16 with the flange 17 is not less than λ / 4, and having a landing connection 18 with a gasket not having its lower side surface, with gasket 19, where λ is the ultrasonic wavelength.

Ультразвуковой преобразователь 9 состоит из активной накладки-концентратора 8 с фланцем 20, пассивной накладки 21, пьезокерамических элементов 22, токопроводящих шайб 23, 24 и 25, токоизолирующей шайбы 26 и шпильки 27. Токопроводящие шайбы 23, 24 и 25 подсоединены к ультразвуковому генератору (на чертеже не показан). The ultrasonic transducer 9 consists of an active lining-hub 8 with a flange 20, a passive lining 21, piezoceramic elements 22, conductive washers 23, 24 and 25, a current-insulating washer 26 and a stud 27. The conductive washers 23, 24 and 25 are connected to an ultrasonic generator (on not shown).

В отдельных случаях конструктивно центральная ось корпуса 1 свечи зажигания и ультразвукового преобразователя 9 могут пересекаться (см. фиг. 4, 5), а в других случаях могут не совпадать друг с другом (см. фиг. 6-10). In some cases, structurally, the central axis of the housing 1 of the spark plug and the ultrasonic transducer 9 may intersect (see Fig. 4, 5), and in other cases may not coincide with each other (see Fig. 6-10).

В ряде других случаев, в узловой плоскости ультразвукового преобразователя 9 между втулкой 16 с фланцем 17 и излучающей накладкой-концентратором 8, может быть установлен, по крайней мере, один шариковый подшипник 28 на расстоянии не менее λ/4 от ее торцевой поверхности, где λ - длина ультразвуковой волны. In a number of other cases, in the nodal plane of the ultrasonic transducer 9 between the sleeve 16 with the flange 17 and the radiating lining-hub 8, at least one ball bearing 28 can be installed at a distance of at least λ / 4 from its end surface, where λ - the length of the ultrasonic wave.

В предлагаемом техническом решении (см. фиг. 10) высоковольтный провод 12 подсоединен через отверстие 14 и 29 к токопроводящей шайбе 30, жестко закрепленной с токоизолированной прокладкой 31 и установленной на ультразвуковом преобразователе 9 в узловой плоскости, где колебания отсутствуют на расстоянии не более (3/4)λ от торца. Токопроводящая шайба 30 подсоединена через контакт 32 к высоковольтной катушке (на чертеже не показана). In the proposed technical solution (see Fig. 10), the high-voltage wire 12 is connected through a hole 14 and 29 to a conductive washer 30, rigidly fixed with a current-insulated gasket 31 and mounted on an ultrasonic transducer 9 in a nodal plane, where there are no oscillations at a distance of no more than (3 / 4) λ from the end. The conductive washer 30 is connected via terminal 32 to a high voltage coil (not shown in the drawing).

Токопроводящие шайбы 24 и 25 подсоединены через контакт 33 и 34 к ультразвуковому генератору (на чертеже не показан). Вращение корпуса 1 свечи зажигания осуществляется, например, с помощью зубчатой передачи 35, расположенной на фланце 20 излучающей накладки концентратора 8 в узловой плоскости ультразвукового преобразователя 9. Conductive washers 24 and 25 are connected through contact 33 and 34 to an ultrasonic generator (not shown in the drawing). The rotation of the housing 1 of the spark plug is carried out, for example, using a gear 35 located on the flange 20 of the radiating lining of the hub 8 in the nodal plane of the ultrasonic transducer 9.

Между втулкой 16 с фланцем 17, излучающей накладкой-концентратором 8 и шариковым подшипником 28 (см. фиг. 11) дополнительно установлен механизм регулирования торца корпуса 1 свечи зажигания по части сферической поверхности, выполненный в виде шарнира 36. На шаровом шарнире имеется наружное кольцо 37, жестко закрепленное с шариковым подшипником 28, а на наружном кольце 37 расположена зубчатая передача 35. Внутреннее кольцо 38 шарового шарнира жестко закреплено на фланце 20 излучающей накладки-концентратора 8 и расположено своим центром на пересечении узловой плоскости и центральной оси, на расстоянии не менее λ/4 от торца корпуса 1 свечи зажигания, где λ - длина ультразвуковой волны. Between the sleeve 16 with the flange 17, the radiating lining hub 8 and the ball bearing 28 (see Fig. 11) there is additionally a mechanism for regulating the end face of the housing 1 of the spark plug on a spherical surface, made in the form of a hinge 36. There is an outer ring 37 on the ball hinge rigidly fixed with a ball bearing 28, and a gear 35 is located on the outer ring 37. The inner ring 38 of the ball joint is rigidly mounted on the flange 20 of the radiating lining hub 8 and is located at its intersection at its center the nodal plane and the central axis, at a distance of at least λ / 4 from the end of the housing 1 of the spark plug, where λ is the ultrasonic wavelength.

Регулирование и фиксирование положения внутреннего кольца 38 осуществляется с помощью втулки 39, жестко закрепленной с внутренним кольцом 38 и подпружиненной пружиной 40, например, с контргайками 42 и 43. Regulation and fixing of the position of the inner ring 38 is carried out using a sleeve 39, rigidly fixed with the inner ring 38 and a spring-loaded spring 40, for example, with locknuts 42 and 43.

В узловой плоскости (см. фиг. 10, 11) на расстоянии от торца не менее λ/4 во фланце 17 может быть выполнено, по крайней мере, одно отверстие 44 для подвода по крайней мере одного компонента топлива в зазор 45 между втулкой 16 с фланцем 17 и активной излучающей накладкой-концентратором 8 ультразвукового преобразователя 9. In the nodal plane (see Fig. 10, 11) at a distance from the end of at least λ / 4 in the flange 17 can be made at least one hole 44 for supplying at least one fuel component in the gap 45 between the sleeve 16 with the flange 17 and the active radiating pad-hub 8 of the ultrasonic transducer 9.

На боковой поверхности (см. фиг. 3, 5, 7, 9 и 10) активной излучающей накладки-концентратора 8 на расстоянии не менее λ/4 от ее торца могут быть выполнены винтовые канавки 46, а плоскость торцевой поверхности 47 может быть расположена под углом α = 45÷90^o к центральной оси ультразвукового преобразователя 9, где λ - длина ультразвуковой волны.On the side surface (see Fig. 3, 5, 7, 9 and 10) of the active emitting lining of the hub 8 at a distance of not less than λ / 4 from its end, helical grooves 46 can be made, and the plane of the end surface 47 can be located under angle α = 45 ÷ 90 ^o to the central axis of the ultrasonic transducer 9, where λ is the length of the ultrasonic wave.

Кроме этого, (см. фиг. 10) на внутренней боковой поверхности втулки 16 на расстоянии не менее λ/4 может быть установлен сепаратор 48 с шариками 49, имеющими возможность вращения, причем шарики 49 имеют точечный контакт с боковой поверхностью активной излучающей накладки-концентратора 8, а торцевая поверхность выполнена в виде плоскости, расположенной под углом β = 90 ± 45^o к центральной оси ультразвукового преобразователя, где λ - длина ультразвуковой волны.In addition, (see Fig. 10) on the inner side surface of the sleeve 16 at a distance of at least λ / 4, a separator 48 can be installed with balls 49 that can be rotated, and the balls 49 have point contact with the side surface of the active radiating lining of the hub 8, and the end surface is made in the form of a plane located at an angle β = 90 ± 45 ^o to the central axis of the ultrasonic transducer, where λ is the length of the ultrasonic wave.

На фиг. 3, 4, 7-9 показаны возможные варианты исполнения нижней части активной излучающей накладки-концентратора 8, где размещен корпус 1 свечи зажигания, так называемая внутренняя "технологическая" полость 50, которая может быть использована для различных целей, например, для установки конденсатора, накапливающего положительный потенциал от катушки зажигания или датчика обратной связи для подстройки частоты работы преобразователя 9 и самой "свечи зажигания" в целом, при соответствующих ее габаритах и самой "технологической" полости 50 и т.п. In FIG. 3, 4, 7-9 show possible versions of the lower part of the active emitting lining of the hub 8, where the spark plug body 1 is located, the so-called internal "technological" cavity 50, which can be used for various purposes, for example, for installing a capacitor, accumulating positive potential from the ignition coil or feedback sensor to adjust the frequency of operation of the converter 9 and the “spark plug” as a whole, with its corresponding dimensions and the “technological” cavity 50, etc.

Свеча зажигания работает следующим образом. После установки предлагаемого устройства в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) контакты свечи зажигания и ультразвукового преобразователя подключают в электрическую цепь для подачи высокого напряжения. Центральный электрод 5 через съемный контакт 13 высоковольтного провода 12 подключают к высоковольтной катушке зажигания, а ультразвуковой преобразователь 9 со своими контактами - токопроводящими шайбами 23, 24, 25 и пьезокерамическими элементами 22 - в цепь питания ультразвукового генератора. The spark plug works as follows. After installing the proposed device in an internal combustion engine (ICE), the contacts of the spark plug and the ultrasonic transducer are connected to an electric circuit to supply high voltage. The central electrode 5 through a removable contact 13 of the high-voltage wire 12 is connected to the high-voltage ignition coil, and the ultrasonic transducer 9 with its contacts - conductive washers 23, 24, 25 and piezoceramic elements 22 - in the power circuit of the ultrasonic generator.

При подаче компонентов топлива (рабочей смеси), например, через карбюратор в камеру сгорания рабочего цилиндра ДВС, на центральный электрод 5 свечи зажигания от высоковольтной катушки поступает высокое напряжение через провод 12 и съемный контакт 13, а на пьезокерамические элементы 22 через токопроводящие шайбы 23, 24, 25 от ультразвукового генератора подается переменное высокое напряжение. When the fuel components (working mixture) are supplied, for example, through a carburetor into the combustion chamber of the internal combustion engine engine cylinder, high voltage is supplied to the central electrode 5 of the spark plug from the high-voltage coil through wire 12 and removable contact 13, and to the piezoceramic elements 22 through conductive washers 23, 24, 25 an alternating high voltage is supplied from the ultrasonic generator.

Ультразвуковой преобразователь 9 возбуждается и в нем создается стоячая волна колебаний с максимальной амплитудой на его торце. В результате чего корпус свечи зажигания 1, закрепленный во втулке 7 и являющийся частью активной излучающей накладки-концентратора 8 ультразвукового преобразователя 9, с боковым электродом 3, изолятором 4, центральным электродом 5 находятся под воздействием механических высокочастотных ультразвуковых колебаний. В результате чего резко повышается эффективность работы свечи зажигания (на порядок) за счет увеличения скорости пробоя рабочей смеси топлива, за счет увеличения объема искрового разряда между колеблющимися центральным 5 и боковым 3 электродами за все время его нахождения между ними. А также за счет уменьшения сил трения потока сжатой рабочей смеси топлива (в цикле сжатия) о корпус свечи и ее элементы 3 и 5. Это способствует расширению и улучшению эксплуатационных, технических и технологических возможностей предлагаемого устройства и работы самой свечи в целом, в плане ее долговременной работы. Кроме того, при наложении механических высокочастотных ультразвуковых колебаний на элементы свечи зажигания имеет место снятие внутренних напряжений на центральном 5 и боковом 3 электродах, а также на корпусе 1. The ultrasonic transducer 9 is excited and a standing wave of oscillations with a maximum amplitude at its end is created in it. As a result, the body of the spark plug 1, mounted in the sleeve 7 and which is part of the active emitting lining-hub 8 of the ultrasonic transducer 9, with the side electrode 3, insulator 4, and the central electrode 5 are under the influence of mechanical high-frequency ultrasonic vibrations. As a result, the efficiency of the spark plug sharply increases (by an order of magnitude) due to an increase in the breakdown rate of the working fuel mixture, due to an increase in the volume of the spark discharge between the oscillating central 5 and side 3 electrodes for the entire time it is between them. And also by reducing the friction forces of the stream of compressed working fuel mixture (in the compression cycle) on the body of the candle and its elements 3 and 5. This helps to expand and improve the operational, technical and technological capabilities of the proposed device and the operation of the candle as a whole, in terms of long-term work. In addition, when applying mechanical high-frequency ultrasonic vibrations to the elements of the spark plug, there is a removal of internal stresses on the central 5 and side 3 electrodes, as well as on the housing 1.

Наличие сквозных отверстий 6 произвольной формы на боковом электроде 3 способствует определенным образом перераспределению колебательной энергии по электроду и тем самым дополнительно интенсифицирует процесс искрообразования в каждом конкретном случае по-разному, в зависимости от расположения отверстия, его формы, диаметра и т.п. The presence of through holes 6 of arbitrary shape on the side electrode 3 contributes in a certain way to the redistribution of vibrational energy over the electrode and thereby intensifies the process of sparking in each case in different ways, depending on the location of the hole, its shape, diameter, etc.

Известно, что при "нормальной", обычной эксплуатации, свечи лучших зарубежных фирм "Бош" (ФРГ), "Чемпион" (США) достаточно надежно обеспечивают работу ДВС автомобилей па пути в 15 тысяч километров. Такой пробег соответствует двадцати миллионам искр на свече зажигания. При дальнейшей работе свечи зажигания происходит "утомление" или разупрочнение материала электродов в связи с возникновением в процессе работы разупрочняющих внутренних напряжений в материале электродов. It is known that during "normal", normal operation, the candles of the best foreign companies "Bosch" (Germany), "Champion" (USA) quite reliably ensure the operation of ICE vehicles on tracks of 15 thousand kilometers. Such a run corresponds to twenty million sparks on a spark plug. With further operation of the spark plug, "fatigue" or softening of the electrode material occurs due to the occurrence of softening internal stresses in the electrode material during operation.

В предлагаемом техническом решении, например при использовании отечественных свечей зажигания, разупрочняющие внутренние напряжения в материале элементов центрального и бокового электродов, а также в корпусе значительно уменьшаются за счет воздействия механических высокочастотных колебаний ультразвуковой частоты. In the proposed technical solution, for example, when using domestic spark plugs, softening internal stresses in the material of the elements of the central and side electrodes, as well as in the housing, are significantly reduced due to the influence of mechanical high-frequency vibrations of ultrasonic frequency.

Кроме того, при интенсивной эксплуатации обычных свечей зажигания электроды подгорают, зазор между электродами увеличивается и его нужно периодически регулировать, подгибая боковой электрод. In addition, during intensive use of conventional spark plugs, the electrodes burn out, the gap between the electrodes increases and it must be periodically adjusted by bending the side electrode.

В нашем случае, например регулировкой настройки и изменением частоты работы ультразвукового преобразователя 9, можно изменять амплитуду колебаний торцевой части свечи зажигания, тем самым обеспечивая стабильное возникновение искры до двадцати пяти или тридцати миллионов искр и надежное воспламенение рабочей смеси, и тем самым обеспечить более длительный и надежный временной цикл работы устройства без "подгибания" бокового электрода 3. In our case, for example, by adjusting the settings and changing the frequency of operation of the ultrasonic transducer 9, it is possible to change the amplitude of oscillations of the end part of the spark plug, thereby ensuring the stable occurrence of sparks up to twenty-five or thirty million sparks and reliable ignition of the working mixture, and thereby provide a longer and longer reliable time cycle of the device without bending the side electrode 3.

Кроме того, при длительной эксплуатации в современных ДВС на существующих свечах зажигания центральный и боковой электроды утончаются, а полувыгоревший и утончившийся он сильно раскаляется и как следствие - отвод тепла от него значительно ухудшается. Тепловая характеристика такой свечи зажигания и, соответственно, ее рабочие свойства весьма ограничены и имеют в ряде случаев признаки калильного зажигания, особенно при повышенной нагрузке работы ДВС, что крайне недопустимо. In addition, during prolonged operation in modern ICEs on existing spark plugs, the central and side electrodes become thinner, and when half-burned and thinned, it becomes very hot and, as a result, the heat dissipation from it is significantly worsened. The thermal characteristic of such a spark plug and, accordingly, its working properties are very limited and in some cases have signs of glow ignition, especially with an increased load of the internal combustion engine, which is extremely unacceptable.

В предлагаемом устройстве имеет место регулируемый отвод тепла от корпуса свечи 1 на "массу" ультразвукового преобразователя 9, через втулку 7 и активную излучающую накладку-концентратор 8, пьезокерамические элементы 22, токопроводящие шайбы 23, 24, 25, шпильку 27 на пассивную накладку 21. Регулируемый отвод тепла может быть осуществлен различными режимами работы ультразвукового преобразователя 9, который может работать в зависимости от подаваемого на него напряжения от ультразвукового генератора, например, в импульсном либо при постоянном режиме работы. С другой стороны, ультразвуковой преобразователь 9 как любая колебательная система нагревается до определенной температуры, в зависимости от режимов ее работы, а нагретая "масса" ультразвукового преобразователя 9 может долго сохранять тепло и в некоторых случаях отдавать его при работе ДВС в условиях низких окружающих температур свече зажигания, тем самым "делать" свечу "горячей". In the proposed device, there is an adjustable heat removal from the body of the candle 1 to the "mass" of the ultrasonic transducer 9, through the sleeve 7 and the active emitting overlay-hub 8, piezoceramic elements 22, conductive washers 23, 24, 25, pin 27 on the passive overlay 21. Adjustable heat removal can be carried out by various operating modes of the ultrasonic transducer 9, which can operate depending on the voltage supplied to it from the ultrasonic generator, for example, in a pulsed or constant mode me work. On the other hand, the ultrasonic transducer 9, like any oscillating system, is heated to a certain temperature, depending on the modes of its operation, and the heated "mass" of the ultrasonic transducer 9 can retain heat for a long time and, in some cases, give it off when the internal combustion engine operates at low ambient temperatures. ignition, thereby "making" the candle "hot".

Все это значительно улучшает рабочие параметры, тепловую характеристику и соответственно рабочие свойства предлагаемой конструкции свечи зажигания при бесперебойном искрообразовании, а также здесь отсутствует калильное зажигание при повышенной нагрузке работы ДВС. All this significantly improves the operating parameters, thermal characteristic and, accordingly, the working properties of the proposed design of the spark plug during uninterrupted sparking, and also there is no glow ignition at increased load of the internal combustion engine.

Зажигание рабочей смеси осуществляется за счет подаваемого вторичного напряжения от высоковольтной катушки зажигания и интенсифицируется с помощью механических высокочастотных ультразвуковых колебаний в мощный стабильный разрядный импульс между электродами 3 и 5 свечи зажигания ультразвуковым преобразователем, который работает на частоте f = 22 и 44 кГц с амплитудой колебаний до 20 мкм. The working mixture is ignited due to the supplied secondary voltage from the high-voltage ignition coil and is intensified by mechanical high-frequency ultrasonic vibrations into a powerful stable discharge pulse between the electrodes 3 and 5 of the spark plug by an ultrasonic transducer that operates at a frequency of f = 22 and 44 kHz with an oscillation amplitude of up to 20 microns.

В настоящее время ведущие зарубежные и отечественные фирмы производят свечи зажигания с составными, биметаллическими центральными электродами, у которых под обычной оболочкой из хромоникелевого сплава внутри - медь, теплоемкость которой выше, чем из материала обычной свечи зажигания. Наложение механических ультразвуковых колебаний на корпус и электроды торцевой рабочей части такой свечи приводит к значительному качественному улучшению ее работы. В частности, можно сделать "горячую" свечу с хорошей самоочисткой от нагара, свечу, которая обладает одновременно свойством быть защищенной от перегрева "холодной" свечи, поскольку центральный электрод с медной сердцевиной, например, более активно отводит тепло на "массу" ультразвукового преобразователя 9. Currently, leading foreign and domestic companies produce spark plugs with composite, bimetallic central electrodes, which have copper under the usual shell made of chromium-nickel alloy, the heat capacity of which is higher than that of the material of a conventional spark plug. The application of mechanical ultrasonic vibrations to the housing and electrodes of the end working part of such a candle leads to a significant qualitative improvement in its operation. In particular, it is possible to make a “hot” candle with good self-cleaning from soot, a candle that simultaneously has the property of being protected from overheating of the “cold” candle, because the central electrode with a copper core, for example, more actively removes heat to the “mass” of the ultrasonic transducer 9 .

Механические колебания ультразвуковой частоты способствуют резкому снижению образования нагара и на таких свечах зажигания, на ее электродах. У таких свечей, а их называют "широкодиапазонными" или "термопластичными", при наложении механических ультразвуковых колебаний в данной конструкции значительно расширяется диапазон приемлемых рабочих температур, расширяется диапазон термопластичности. Mechanical vibrations of the ultrasonic frequency contribute to a sharp decrease in the formation of soot and on such spark plugs, on its electrodes. For such candles, and they are called "wide-range" or "thermoplastic", when superimposed mechanical ultrasonic vibrations in this design, the range of acceptable operating temperatures is significantly expanded, the range of thermoplasticity is expanded.

При наложении механических ультразвуковых колебаний на дорогостоящие свечи зажигания, изготавливаемые на лучших зарубежных фирмах Европы и Америки, у которых центральный электрод изготовлен из тонкой платиновой проволоки или оба - центральный и боковой - сделаны из серебра, приводит к тому, что при работе особо форсированных автомобильных ДВС с турбонаддувом (автомобилей спортивных, гоночных, элитных, правительственных) резко повышается эрозионная стойкость в 1,5÷2 раза, по сравнению с обычными существующими вариантами, что приводит к еще большему продлению их срока службы, а следовательно, к эффективному их использованию нeсмотря на дополнительные энергозатраты для работы ультразвукового преобразователя 9. When mechanical ultrasonic vibrations are superimposed on expensive spark plugs manufactured at the best foreign companies in Europe and America, in which the central electrode is made of thin platinum wire or both the central and side wires are made of silver, this leads to the fact that during operation of specially forced automobile ICEs turbocharged (sports, racing, elite, government cars) erosion resistance increases sharply by 1.5 ÷ 2 times, compared with the usual existing options, which leads to not a longer extension of their service life, and therefore, to their effective use despite the additional energy costs for the operation of the ultrasonic transducer 9.

Ультразвуковой преобразователь 9 работает как полуволновая колебательная система на частоте f = 22 и 44 кГц с амплитудой 20 мкм. Использование ультразвукового преобразователя 9, где объединение его пассивной накладки 21, токопроводящих шайб 23, 24, 25 и пьезокерамических элементов 22 в полуволновую систему и полуволновой излучающей активной накладки 8 позволяет вывести источник колебаний из зоны максимальных внутренних напряжений, а наличие узловых плоскостей, где колебания отсутствуют, облегчает условие работы устройства в целом, снижает его нагрев, позволяет отводить лишнее тепло от свечи зажигания при работе ДВС в одних случаях и поддерживать тепловой баланс в других, что повышает эффективность использования всего устройства в целом. Наличие узловых плоскостей, расположенных в пассивной 21 и активной 8 накладках, позволяет удобно крепить ультразвуковой преобразователь 9 на корпусе ДВС. Ultrasonic transducer 9 operates as a half-wave oscillatory system at a frequency f = 22 and 44 kHz with an amplitude of 20 μm. The use of an ultrasonic transducer 9, where the combination of its passive plate 21, conductive washers 23, 24, 25 and piezoceramic elements 22 into a half-wave system and a half-wave radiating active plate 8 allows you to remove the oscillation source from the zone of maximum internal stresses, and the presence of nodal planes where there are no oscillations , facilitates the working condition of the device as a whole, reduces its heating, allows you to remove excess heat from the spark plug during engine operation in some cases and maintain the heat balance in the other low, which increases the efficiency of use of the entire device as a whole. The presence of nodal planes located in the passive 21 and active 8 plates, allows you to conveniently mount the ultrasonic transducer 9 on the engine.

Изменение места положения центрального и боковых электродов самой свечи в процессе работы ДВС (см. фиг. 4÷11) позволяет обеспечить регулировку работы свечи зажигания в различных ее режимах, например, слишком "высунувшаяся" в камеру сгорания "свеча" нагревается даже при небольших оборотах ДВС, следовательно, необходима регулировка ее места положения "внутрь" в корпус двигателя. Если свеча зажигания слишком "горячая", то при напряженном режиме работы ДВС она перегревается и вызывает калильное зажигание, что небезопасно для самого двигателя. Когда свеча зажигания занимает место положение "холодной", то она забивается нагаром и самоочистка ее недостаточна и, следовательно, может иметь место отказ при запуске ДВС, поэтому также требуется изменение ее места положения для нормальной работы, которое и обеспечивается предлагаемой конструкцией. Changing the position of the central and side electrodes of the candle itself during the operation of the internal combustion engine (see Fig. 4 ÷ 11) makes it possible to adjust the operation of the spark plug in its various modes, for example, the “candle” too protruding into the combustion chamber heats up even at low speeds ICE, therefore, it is necessary to adjust its position inward to the engine housing. If the spark plug is too "hot", then under intense operation of the internal combustion engine it overheats and causes ignition, which is unsafe for the engine itself. When the spark plug takes its place in the “cold” position, it becomes clogged with soot and its self-cleaning is insufficient and, therefore, there may be a failure when starting the internal combustion engine, therefore, a change in its position for normal operation, which is provided by the proposed design, is also required.

Обеспечение вращения (см. фиг. 10) оптимально работающей свечи зажигания позволяет дополнительно улучшить процесс воспламенения рабочей смеси в камере ДВС за счет увеличения площади контакта искрового разряда с объемом рабочей смеси. Это дает возможность повысить надежность работы ДВС, добиться дополнительного уменьшения нагара, снизить токсичность и тем самым повысить экологическую чистоту выхлопа. Ensuring rotation (see Fig. 10) of an optimally working spark plug allows to further improve the ignition of the working mixture in the ICE chamber by increasing the contact area of the spark discharge with the volume of the working mixture. This makes it possible to increase the reliability of the internal combustion engine, to achieve an additional reduction in soot, reduce toxicity and thereby increase the environmental cleanliness of the exhaust.

Выполнение, по крайней мере, одного или большего количества отверстий 44 в узловой плоскости, на расстоянии от торца не менее λ/4, для подвода, например, компонента топлива в зазор между втулкой 16 с фланцем 17 и активной излучающей накладкой-концентратором 8 ультразвукового преобразователя 9 позволит расширить эксплуатационные и технические возможности работы свечи зажигания и самого ДВС в целом при напряженных режимах работы, например, когда требуется резкое увеличение его мощности и надежности воспламенения рабочей смеси, где λ - длина ультразвуковой волны. The implementation of at least one or more holes 44 in the nodal plane, at a distance from the end face of at least λ / 4, for supplying, for example, a fuel component in the gap between the sleeve 16 with the flange 17 and the active emitting lining-hub 8 of the ultrasonic transducer 9 will expand the operational and technical capabilities of the spark plug and the internal combustion engine as a whole under intense operating conditions, for example, when a sharp increase in its power and reliability of ignition of the working mixture is required, where λ is the length of the ultrasonic wave.

Выполнение на боковой поверхности активной излучающей накладки-концентратора 8 ультразвукового преобразователя 9 на расстоянии не менее λ/4, например, винтовых канавок 46 и выполнение плоскости торцевой поверхности накладки-концентратора 8 под углом α = 45±90^o к центральной оси ультразвукового преобразователя 9 позволяет расширить технические возможности образования искры между боковым 3 и центральным 5 электродами путем создания продольно-крутильных, либо продольно-изгибных, либо продольно-изгибокрутильных колебаний и т.п., где λ - длина ультразвуковой волны.The execution on the side surface of the active emitting lining of the hub 8 of the ultrasonic transducer 9 at a distance of at least λ / 4, for example, screw grooves 46 and the plane of the end surface of the lining of the hub 8 at an angle α = 45 ± 90 ^o to the Central axis of the ultrasonic transducer 9 allows expand the technical capabilities of the formation of a spark between the lateral 3 and central 5 electrodes by creating longitudinal-torsional, or longitudinal-bending, or longitudinal-bending-torsional vibrations, etc., where λ is the length of trazvukovoy waves.

Расположение на внутренней боковой поверхности втулки 16 на расстоянии не менее λ/4, например, сепаратора 48 с шариками 49, имеющими возможность вращения, причем шарики имеют точечный контакт с боковой поверхностью активной излучающей накладкой-концентратором 8, позволяет, по крайней мере, одному из компонентов топлива, подаваемого через отверстия 44 во фланце 17, равномерно распределяться, а в случае подачи нескольких компонентов топлива равномерно смешиваться за счет кавитации, проходя между колеблющимися и вращающимися шариками, между боковой поверхностью активной излучающей накладки 8 и внутренней поверхностью втулки 16, и подаваться, распылясь с дисперсностью от 6 до 80 мкм, через кольцевую щель к торцевой поверхности свечи, что достаточно эффективно для форсированных режимов работы ДВС, то есть имеет место техническое решение свеча - форсунка, где λ - длина ультразвуковой волны. The location on the inner side surface of the sleeve 16 at a distance of at least λ / 4, for example, of a separator 48 with balls 49 that can rotate, and the balls have point contact with the side surface of the active radiating lining-hub 8, allows at least one of the components of the fuel supplied through the openings 44 in the flange 17 are evenly distributed, and in the case of the supply of several components of the fuel is evenly mixed due to cavitation, passing between the oscillating and rotating balls, between the side the surface of the active emitting lining 8 and the inner surface of the sleeve 16, and supplied, sprayed with a dispersion of 6 to 80 microns, through an annular slot to the end surface of the candle, which is quite effective for forced modes of ICE, that is, there is a technical solution to the candle-nozzle where λ is the ultrasonic wavelength.

Установление между втулкой 16 с фланцем 17, излучающей накладкой-концентратором 8 и шариковым подшипником 28 механизма регулирования положения торца корпуса 1 свечи зажигания и соответственно электродов 3 и 5 по части сферической поверхности (см. фиг. 11), выполненного в виде шарнира 38, жестко закрепленного на фланце 20 излучающей накладки-концентратора 8 и расположенного своим центром на пересечении узловой плоскости и центральной оси на расстоянии не менее λ/4 от торца корпуса свечи, позволяет создать принципиально новые конструкции ДВС с изменяемыми параметрами режимов работы свечи зажигания. The installation between the sleeve 16 with the flange 17, the radiating lining-hub 8 and the ball bearing 28 of the mechanism for regulating the position of the end face of the housing 1 of the spark plug and, accordingly, of the electrodes 3 and 5 on the part of the spherical surface (see Fig. 11), made in the form of a hinge 38, rigidly fixed on the flange 20 of the radiating lining hub 8 and located at its center at the intersection of the nodal plane and the central axis at a distance of at least λ / 4 from the end of the candle body, allows you to create a fundamentally new design of ICE with changes adjustable parameters of the spark plug operating modes.

Таким образом, основными преимуществами предлагаемого изобретения - свечи зажигания - являются:
- возможность использовать новые виды топлив - загущенные, водородосодержащие и обедненные топливные смеси;
- возможность обеспечить стабильный запуск ДВС в холодных условиях, так называемого "холодного двигателя";
- обеспечение нормальной работы "перегретого" ДВС;
- возможность обеспечить регулирование расхода топлива в сторону его уменьшения;
- возможность использовать топлива со многими компонентами;
- отсутствие нагара на электродах центральной, боковой и торцевой поверхности;
- резкое снижение токсичности выхлопа ДВС при использовании, например, водородосодержащих и других видов топлив;
- улучшение приемистости работы ДВС на низких, средних и больших оборотах (за счет изменения частот и амплитуды колебаний ультразвукового преобразователя);
- увеличение срока службы работы свечи зажигания;
- совмещение совместной работы свечи зажигания и форсунки;
- возможность создания принципиально новых конструкций ДВС с измененными параметрами режимов работы свечи зажигания.Thus, the main advantages of the invention - spark plugs - are:
- the ability to use new types of fuels - thickened, hydrogen-containing and depleted fuel mixtures;
- the ability to provide a stable start of ICE in cold conditions, the so-called "cold engine";
- ensuring the normal operation of the "overheated"ICE;
- the ability to provide fuel consumption regulation in the direction of its reduction;
- the ability to use fuels with many components;
- lack of carbon deposits on the electrodes of the Central, lateral and end surfaces;
- a sharp decrease in the toxicity of ICE exhaust when using, for example, hydrogen-containing and other types of fuels;
- improving the throttle response of the internal combustion engine at low, medium and high speeds (due to changes in the frequency and amplitude of oscillations of the ultrasonic transducer);
- increase the service life of the spark plug;
- Combination of joint work of the spark plug and nozzle;
- the ability to create a fundamentally new engine design with changed parameters of the spark plug operating modes.

Claims

1. An spark plug for internal combustion engines, comprising a metal housing with a gasket and at least one side electrode placed on it, and also with an insulator placed inside it with a built-in central electrode, where the "mass" side electrode mounted on the housing is installed relative to the central electrode with a certain gap and has, for example, through holes of arbitrary shape located outside the zone of the discharge gap, characterized in that the end part of the candle body is rigidly fixed in the sleeve, which is an hour an active emitting lining-hub of an ultrasonic transducer having an internal cavity for accommodating an insulator with a central electrode, a current-insulating sleeve, a high-voltage wire with a removable contact worn on the central electrode, the central axes of which coincide with each other, and for supplying the high-voltage wire to the central electrode, in the ultrasonic transducer, for example, a central hole is made concentrically located in the nodal plane, where there are no vibrations and for installation in the ICE case there is a sleeve with a flange concentrically located relative to the lower part of the radiating overlay-hub, connected with each other and with the active radiating concentrator overlay in the nodal plane at a distance from the end of at least λ / 4, and having on its lower side surface landing connection with a gasket, where λ is the ultrasonic wavelength.

2. The spark plug according to claim 1, characterized in that the central axis of the candle body and the axis of the ultrasonic transducer intersect.

3. The spark plug according to claim 1, characterized in that the central axis of the candle body and the ultrasonic transducer do not coincide with each other.

4. Spark plug according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that between the sleeve with the flange and the radiating pad-hub in the nodal plane, at least one, for example, a ball bearing, is installed at a distance of at least λ / 4 from the end surface of the candle body, and the high-voltage wire is connected to a conductive washer rigidly fixed with a current-insulating gasket and installed in the nodal plane at a distance of not more than 3λ / 4 from the end face, and its rotation is carried out, for example, through a gear located on the flange of the radiating lining-concen operators in the nodal plane of the ultrasonic transducer, where λ - length of the ultrasonic wave.

5. The spark plug according to claim 4, characterized in that between the sleeve with the flange, the radiating lining-hub and the ball bearing, an additional mechanism is installed to regulate the position of the end face of the candle body along the spherical surface, made in the form of a hinge, rigidly fixed to the flange of the radiating lining - a hub and located at its center at the intersection of the nodal plane and the central axis, at a distance of at least λ / 4 from the end of the candle body, where λ is the ultrasonic wavelength.

6. The spark plug according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that in the nodal plane at a distance from the end of at least λ / 4, in the flange there is made at least one hole for supplying, for example, one fuel component into the gap between the flange sleeve and the active radiating overlay - the hub of the ultrasonic transducer, where λ is the length of the ultrasonic wave.

7. The spark plug according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that, for example, helical grooves are made on the side surface of the active emitting lining of the hub at least λ / 4 from the end surface, and the plane of the end surface is at an angle of 45 ^o ± 90 ^o to the central axis of the ultrasonic transducer, where λ is the length of the ultrasonic wave.

8. The spark plug according to any one of paragraphs. 4-7, characterized in that on the inner side surface of the sleeve, mounted with a flange, at a distance of at least λ / 4 from the end face is installed, for example, a separator with balls, and the balls have point contact with the side surface of the active radiating lining of the hub, and the end surface is made, for example, in the form of a plane located at an angle β = 90 ^o ± 45 ^o to the central axis of the ultrasonic transducer, where λ is the length of the ultrasonic wave.

9. The spark plug according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the sleeve with the flange is rigidly connected to each other and with the active radiating pad-hub in the nodal plane.