Развитие систем зажигания

Надежное воспламенение топлива искровым разрядом возможно при массовом соотношении воздух/топливо не более 17. При более бедных составах возникают пропуски зажигания, что приводит к увеличению токсичности отработавших газов.

Из лазерных, сверхвысокочастотных и плазменных систем зажигания для бедных смесей последняя находит все более широкое применение. При плазменном зажигании соотношение воздух/топливо достигает 27, электрическая дуга образует высокую концентрацию электрической энергии в ионизированном искровом промежутке значительного объема (до 10 мм3). При этом в дуге развиваются температуры до 4000 "С, аналогичные температурам при дуговой сварке.

Реализуется такой метод при использовании специальных свечей зажигания. В одной из таких свечей (рис. 52.1, а) под центральным электродом 2 в изоляторе размещается небольшая камера 3. При возникновении электрического разряда 5 между центральным электродом 2 и корпусом 1 газ в камере нагревается до высокой температуры и, расширяясь, выходит из отверстия в корпусе свечи в камеру сгорания. Образуется плазменный факел 4 длиной 6...7 мм. С помощью этого факела вызываются несколько очагов пламени, способствующих воспламенению и сгоранию бедной смеси.

Плазменная система зажигания, показанная на рис. 52.2, б, имеет несколько дополнительных элементов к стандартной электронной схеме: это высоковольтный преобразователь 8 и накопитель энергии 7 в дополнение к батарее, катушке 1 зажигания, блоку 10 электронного зажигания и выключателю зажигания 9.

Поскольку в данной системе используются фактически два источника напряжения для свечи зажигания, они разделены диодами. Электростатический потенциал высоковольтного преобразователя может ионизировать и пространство между электродами распределителя, поэтому в данной системе высоковольтное электростатическое напряжение подводится непосредственно к свечам через диоды 6, предотвращающие возврат энергии в систему накопления, а также контролирующие длительность разряда.

Высоковольтный преобразователь 8 преобразует постоянное напряжение 12 В в переменное с частотой 12 кГц. Это переменное напряжение с помощью трансформатора повышается до 1,5 кВ, затем диодно-конденсаторной цепью удваивается и выпрямляется.

Плазменная камера в специальной свече (см. рис. 52.1, б) имеет кольцевую форму. Ионизация горючей смеси происходит между двумя электродами. После воспламенения смеси в ионизированной камере образуется торообразная плазма. При взаимодействии радиального тока ионизированной плазмы с магнитным полем, циркулирующим вокруг центрального электрода, торообразная плазма выбрасывается через кольцевой канал свечи в камеру сгорания двигателя.

По данным фирмы «Plasma Inition System», такая система обеспечивает воспламенение обедненной топливной смеси, состоящей из 19,5 части воздуха и одной части бензина. Экономия топлива составляет 17 %.