JP2001082306A - 火花点火装置 - Google Patents
火花点火装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 点火プラグの中心電極と複数の点火用電極と
による多点点火構成でくすぶり現象による絶縁性の低下
があっても各火花ギャップで確実に放電火花を飛火させ
ること。 【解決手段】 点火プラグの中心電極１１と絶縁碍子２
０に形成された点火用電極２１ａとの間の第１の火花ギ
ャップｇ1 の寸法間隔は複数の点火用電極２１ｂ，・・
・，２４ａ，２４ｂ，２５ａとの間の第２の火花ギャッ
プｇ2 から第５の火花ギャップｇ5 までの寸法間隔の
１．３倍に設定される。第１の火花ギャップｇ1 で放電
火花が発生されれば連続的に接地側の第２の火花ギャッ
プｇ2 から最終の第５の火花ギャップｇ5 まで確実に放
電火花を発生させることができる。これにより、内燃機
関の燃焼室内に吸入される混合気等の燃料に確実に着火
可能となるため、出力向上、燃費改善、エミッション低
減の効果が期待できる。
による多点点火構成でくすぶり現象による絶縁性の低下
があっても各火花ギャップで確実に放電火花を飛火させ
ること。 【解決手段】 点火プラグの中心電極１１と絶縁碍子２
０に形成された点火用電極２１ａとの間の第１の火花ギ
ャップｇ1 の寸法間隔は複数の点火用電極２１ｂ，・・
・，２４ａ，２４ｂ，２５ａとの間の第２の火花ギャッ
プｇ2 から第５の火花ギャップｇ5 までの寸法間隔の
１．３倍に設定される。第１の火花ギャップｇ1 で放電
火花が発生されれば連続的に接地側の第２の火花ギャッ
プｇ2 から最終の第５の火花ギャップｇ5 まで確実に放
電火花を発生させることができる。これにより、内燃機
関の燃焼室内に吸入される混合気等の燃料に確実に着火
可能となるため、出力向上、燃費改善、エミッション低
減の効果が期待できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼室
内に導入される燃料に点火するための放電火花を発生す
る火花ギャップを複数個設けた火花点火装置に関するも
ので、特に、燃焼室内に燃料を直接噴射する所謂、直噴
エンジン等における燃料への着火性を向上する火花点火
装置に関するものである。
内に導入される燃料に点火するための放電火花を発生す
る火花ギャップを複数個設けた火花点火装置に関するも
ので、特に、燃焼室内に燃料を直接噴射する所謂、直噴
エンジン等における燃料への着火性を向上する火花点火
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の燃焼室内に電気的に直
列に火花ギャップを隔てて形成された複数の点火用電極
を用い、それらの火花ギャップでそれぞれ放電火花が発
生されることで燃料に対する多点点火を実施して内燃機
関の燃焼状態における信頼性を向上しようとするものが
知られている。
列に火花ギャップを隔てて形成された複数の点火用電極
を用い、それらの火花ギャップでそれぞれ放電火花が発
生されることで燃料に対する多点点火を実施して内燃機
関の燃焼状態における信頼性を向上しようとするものが
知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、点火プラグ
の絶縁碍子表面にカーボンが付着すると絶縁性が低下す
るというくすぶり現象がある。ここで、図７に一般的な
多点点火構成における等価回路図を示すように、絶縁碍
子表面がくすぶり現象を呈するとくすぶり時漏洩抵抗Ｒ
N0，ＲN1，・・・が小さくなる。このため、多点点火構
成における点火コイルＣＬに接続された点火プラグの中
心電極と点火用電極とで形成された第１の火花ギャップ
ｇ1 に磁気エネルギが放出されても、くすぶり時漏洩抵
抗ＲN0を通って流れる電流が大きくなり、結果として、
第１の火花ギャップｇ1 のコイル２次側浮遊容量Ｃ0 に
対する充電電流が小さくなって昇圧され難くなる。そし
て、コイル２次側浮遊容量Ｃ0 の昇圧期間内に第１の火
花ギャップｇ1 に印加されるコイル２次側電圧ＶC が放
電火花を発生させるための要求電圧に到達できないとき
には、第１の火花ギャップｇ1 は勿論、第２の火花ギャ
ップｇ2 以降においても飛火できなくなる。即ち、点火
プラグの中心電極や複数の点火用電極にて複数の火花ギ
ャップが形成されていても、放電火花を発生させるため
の要求電圧に到達できなくなった火花ギャップ以降では
飛火できなくなり多点点火が達成できないという不具合
があった。
の絶縁碍子表面にカーボンが付着すると絶縁性が低下す
るというくすぶり現象がある。ここで、図７に一般的な
多点点火構成における等価回路図を示すように、絶縁碍
子表面がくすぶり現象を呈するとくすぶり時漏洩抵抗Ｒ
N0，ＲN1，・・・が小さくなる。このため、多点点火構
成における点火コイルＣＬに接続された点火プラグの中
心電極と点火用電極とで形成された第１の火花ギャップ
ｇ1 に磁気エネルギが放出されても、くすぶり時漏洩抵
抗ＲN0を通って流れる電流が大きくなり、結果として、
第１の火花ギャップｇ1 のコイル２次側浮遊容量Ｃ0 に
対する充電電流が小さくなって昇圧され難くなる。そし
て、コイル２次側浮遊容量Ｃ0 の昇圧期間内に第１の火
花ギャップｇ1 に印加されるコイル２次側電圧ＶC が放
電火花を発生させるための要求電圧に到達できないとき
には、第１の火花ギャップｇ1 は勿論、第２の火花ギャ
ップｇ2 以降においても飛火できなくなる。即ち、点火
プラグの中心電極や複数の点火用電極にて複数の火花ギ
ャップが形成されていても、放電火花を発生させるため
の要求電圧に到達できなくなった火花ギャップ以降では
飛火できなくなり多点点火が達成できないという不具合
があった。
【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、点火プラグの中心電極に対向
し、電気的に直列に火花ギャップを隔てて複数の点火用
電極が形成された多点点火構成で、くすぶり現象があり
絶縁性の低下があっても各火花ギャップで確実に放電火
花を飛火可能な火花点火装置の提供を課題としている。
るためになされたもので、点火プラグの中心電極に対向
し、電気的に直列に火花ギャップを隔てて複数の点火用
電極が形成された多点点火構成で、くすぶり現象があり
絶縁性の低下があっても各火花ギャップで確実に放電火
花を飛火可能な火花点火装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の火花点火装置
によれば、点火プラグの中心電極に対向し内燃機関の燃
焼室に面したピストンまたは燃焼室壁面の少なくとも一
部を形成するセラミック部材に形成された点火用電極と
の第１の火花ギャップで放電火花が発生されれば連続的
に接地側の第２の火花ギャップから最終の火花ギャップ
まで放電火花を発生させることができる。これにより、
内燃機関の燃焼室内に吸入される混合気等の燃料に着火
することができる。
によれば、点火プラグの中心電極に対向し内燃機関の燃
焼室に面したピストンまたは燃焼室壁面の少なくとも一
部を形成するセラミック部材に形成された点火用電極と
の第１の火花ギャップで放電火花が発生されれば連続的
に接地側の第２の火花ギャップから最終の火花ギャップ
まで放電火花を発生させることができる。これにより、
内燃機関の燃焼室内に吸入される混合気等の燃料に着火
することができる。
【０００６】請求項２の火花点火装置では、第１の火花
ギャップの寸法間隔が第２の火花ギャップから最終の火
花ギャップまでの同一寸法間隔の１．３倍と規定される
ことで、第１の火花ギャップで放電火花が発生されれば
連続的に接地側の第２の火花ギャップから最終の火花ギ
ャップまで確実に放電火花を発生させることができる。
これにより、内燃機関の燃焼室内に吸入される混合気等
の燃料に確実に着火可能となるため、出力向上、燃費改
善、エミッション低減の効果が得られる。
ギャップの寸法間隔が第２の火花ギャップから最終の火
花ギャップまでの同一寸法間隔の１．３倍と規定される
ことで、第１の火花ギャップで放電火花が発生されれば
連続的に接地側の第２の火花ギャップから最終の火花ギ
ャップまで確実に放電火花を発生させることができる。
これにより、内燃機関の燃焼室内に吸入される混合気等
の燃料に確実に着火可能となるため、出力向上、燃費改
善、エミッション低減の効果が得られる。
【０００７】請求項３の火花点火装置によれば、点火プ
ラグの中心電極に対向し内燃機関の燃焼室に面したピス
トンまたは燃焼室壁面の少なくとも一部を形成するセラ
ミック部材に形成された点火用電極との第１の火花ギャ
ップで放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２の
火花ギャップから最終の火花ギャップまで放電火花を発
生させることができる。これにより、内燃機関の燃焼室
内に吸入される混合気等の燃料に着火することができ
る。
ラグの中心電極に対向し内燃機関の燃焼室に面したピス
トンまたは燃焼室壁面の少なくとも一部を形成するセラ
ミック部材に形成された点火用電極との第１の火花ギャ
ップで放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２の
火花ギャップから最終の火花ギャップまで放電火花を発
生させることができる。これにより、内燃機関の燃焼室
内に吸入される混合気等の燃料に着火することができ
る。
【０００８】請求項４の火花点火装置では、第１の火花
ギャップから最終の火花ギャップまでの寸法間隔が順
次、０．９倍以下と規定されることで、第１の火花ギャ
ップで放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２の
火花ギャップから最終の火花ギャップまで確実に放電火
花を発生させることができる。これにより、内燃機関の
燃焼室内に吸入される混合気等の燃料に確実に着火可能
となるため、出力向上、燃費改善、エミッション低減の
効果が得られる。
ギャップから最終の火花ギャップまでの寸法間隔が順
次、０．９倍以下と規定されることで、第１の火花ギャ
ップで放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２の
火花ギャップから最終の火花ギャップまで確実に放電火
花を発生させることができる。これにより、内燃機関の
燃焼室内に吸入される混合気等の燃料に確実に着火可能
となるため、出力向上、燃費改善、エミッション低減の
効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。
例に基づいて説明する。
【００１０】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる火花点火装置を示す模式図であり、図２は本発明の
実施の形態の一実施例にかかる火花点火装置が適用され
たピストン上面の多点点火構成を示す部分断面図であ
る。
かる火花点火装置を示す模式図であり、図２は本発明の
実施の形態の一実施例にかかる火花点火装置が適用され
たピストン上面の多点点火構成を示す部分断面図であ
る。
【００１１】図１及び図２において、火花点火装置１０
０は高電圧を印加する点火コイルＣＬの２次コイル側に
接続された点火プラグ１０の中心電極１１、内燃機関の
シリンダヘッド１、シリンダブロック２及びピストン３
にて囲まれた燃焼室５に面したピストン３の頂面に一体
成形された絶縁性セラミックからなる絶縁碍子２０、そ
の絶縁碍子２０に電気的に直列に形成された高電圧配線
２１，２２，２３，２４及び接地用配線２５からなる。
なお、高電圧配線２１，・・・，２４の両端には点火用
電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂが接続さ
れ、接地用配線２５の一端には点火用電極２５ａが接続
され、接地用配線２５の他端は金属製のピストン３本体
に電気的に接続されている。そして、点火プラグ１０の
中心電極１１に対向する点火用電極２１ａとの間には第
１の火花ギャップｇ1 、複数の点火用電極２１ｂ〜２５
ａの間にはそれぞれ火花ギャップｇ2 〜ｇ5 が形成され
ている。
０は高電圧を印加する点火コイルＣＬの２次コイル側に
接続された点火プラグ１０の中心電極１１、内燃機関の
シリンダヘッド１、シリンダブロック２及びピストン３
にて囲まれた燃焼室５に面したピストン３の頂面に一体
成形された絶縁性セラミックからなる絶縁碍子２０、そ
の絶縁碍子２０に電気的に直列に形成された高電圧配線
２１，２２，２３，２４及び接地用配線２５からなる。
なお、高電圧配線２１，・・・，２４の両端には点火用
電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂが接続さ
れ、接地用配線２５の一端には点火用電極２５ａが接続
され、接地用配線２５の他端は金属製のピストン３本体
に電気的に接続されている。そして、点火プラグ１０の
中心電極１１に対向する点火用電極２１ａとの間には第
１の火花ギャップｇ1 、複数の点火用電極２１ｂ〜２５
ａの間にはそれぞれ火花ギャップｇ2 〜ｇ5 が形成され
ている。
【００１２】ここで、アルミ合金の融点は６５０
〔℃〕、絶縁碍子２０の融点は１６００〜１８００
〔℃〕、点火用電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，
２４ｂ，２５ａを形成した高電圧配線２１，・・・，２
４、接地用配線２５の電極材料としての白金（Ｐｔ）系
合金またはイリジウム（Ｉｒ）系合金の融点は１７００
〜２４００〔℃〕である。このため、図２に示すよう
に、ピストン３のアルミ鋳込み時に絶縁碍子２０を鋳込
型にセットして鋳込むことで一体成形することができ
る。なお、４はピストン３の径方向に遊嵌された３本の
ピストンリングであり、燃焼室５内への燃料供給機構は
省略されている。
〔℃〕、絶縁碍子２０の融点は１６００〜１８００
〔℃〕、点火用電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，
２４ｂ，２５ａを形成した高電圧配線２１，・・・，２
４、接地用配線２５の電極材料としての白金（Ｐｔ）系
合金またはイリジウム（Ｉｒ）系合金の融点は１７００
〜２４００〔℃〕である。このため、図２に示すよう
に、ピストン３のアルミ鋳込み時に絶縁碍子２０を鋳込
型にセットして鋳込むことで一体成形することができ
る。なお、４はピストン３の径方向に遊嵌された３本の
ピストンリングであり、燃焼室５内への燃料供給機構は
省略されている。
【００１３】次に、本実施例の多点点火構成において、
隣接する点火用電極間の各火花ギャップｇ1 〜ｇ5 の寸
法間隔の設定について、図３及び図４を参照して説明す
る。ここで、図３は図２の絶縁碍子２０部分をシリンダ
ヘッド側から見た平面図である。また、図４は多点点火
構成における火花ギャップ電圧を説明するタイムチャー
トである。なお、図４のタイムチャートでは電圧上昇側
は下側に示されている。
隣接する点火用電極間の各火花ギャップｇ1 〜ｇ5 の寸
法間隔の設定について、図３及び図４を参照して説明す
る。ここで、図３は図２の絶縁碍子２０部分をシリンダ
ヘッド側から見た平面図である。また、図４は多点点火
構成における火花ギャップ電圧を説明するタイムチャー
トである。なお、図４のタイムチャートでは電圧上昇側
は下側に示されている。
【００１４】図３に示すように、電気的に直列な高電圧
配線２１，・・・，２４の両端には、上述のように、点
火用電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂが形
成され、接地用配線２５には点火用電極２５ａが形成さ
れている。そして、点火プラグ１０の中心電極１１に対
向する点火用電極２１ａとの間には第１の火花ギャップ
ｇ1 、複数の点火用電極２１ｂ〜２５ａの間にはそれぞ
れ火花ギャップｇ2 〜ｇ5 が形成されている。
配線２１，・・・，２４の両端には、上述のように、点
火用電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂが形
成され、接地用配線２５には点火用電極２５ａが形成さ
れている。そして、点火プラグ１０の中心電極１１に対
向する点火用電極２１ａとの間には第１の火花ギャップ
ｇ1 、複数の点火用電極２１ｂ〜２５ａの間にはそれぞ
れ火花ギャップｇ2 〜ｇ5 が形成されている。
【００１５】図４に示すように、点火信号がＯＮ（オ
ン）からＯＦＦ（オフ）となると（時刻ｔ0 ）、点火コ
イルＣＬの２次側電圧ＶC が上昇開始される。そして、
２次側電圧ＶC が第１の火花ギャップｇ1 で放電火花を
発生させるための要求電圧に到達すると、第１の火花ギ
ャップｇ1 で飛火される（時刻ｔ1 ）。この飛火時に２
次側電圧ＶC の電圧が低下しコイル２次側浮遊容量Ｃ0
に蓄えられたエネルギが第２の火花ギャップ側浮遊容量
Ｃ1 に充電されるので第２の火花ギャップ側電圧ＶG の
電圧が上昇される。
ン）からＯＦＦ（オフ）となると（時刻ｔ0 ）、点火コ
イルＣＬの２次側電圧ＶC が上昇開始される。そして、
２次側電圧ＶC が第１の火花ギャップｇ1 で放電火花を
発生させるための要求電圧に到達すると、第１の火花ギ
ャップｇ1 で飛火される（時刻ｔ1 ）。この飛火時に２
次側電圧ＶC の電圧が低下しコイル２次側浮遊容量Ｃ0
に蓄えられたエネルギが第２の火花ギャップ側浮遊容量
Ｃ1 に充電されるので第２の火花ギャップ側電圧ＶG の
電圧が上昇される。
【００１６】こののち、点火コイルＣＬの磁気エネルギ
により２次側電圧ＶC 、第２の火花ギャップ側電圧ＶG
が共に上昇される。そして、第２の火花ギャップｇ2 で
放電火花を発生させるための要求電圧に到達すると、第
２の火花ギャップｇ2 で飛火される（時刻ｔ2 ）。そし
て、点火コイルＣＬの磁気エネルギが消失することで放
電が終了する（時刻ｔ3 ）。
により２次側電圧ＶC 、第２の火花ギャップ側電圧ＶG
が共に上昇される。そして、第２の火花ギャップｇ2 で
放電火花を発生させるための要求電圧に到達すると、第
２の火花ギャップｇ2 で飛火される（時刻ｔ2 ）。そし
て、点火コイルＣＬの磁気エネルギが消失することで放
電が終了する（時刻ｔ3 ）。
【００１７】ここで、連続飛火時の第２の火花ギャップ
電圧ＶG ′として示す第２の火花ギャップｇ2 の要求電
圧Ｖ2 ′が第１の火花ギャップｇ1 で飛火時に第２の火
花ギャップ側浮遊容量Ｃ1 に瞬時に充電される第２の火
花ギャップ側電圧ＶG の電圧Ｖ2 以下であると第１の火
花ギャップｇ1 の飛火時に第２の火花ギャップｇ2 でも
連続して飛火される。図４では省略されているが、この
ように順次、要求電圧を設定することで、第３の火花ギ
ャップｇ3 、第４の火花ギャップｇ4 、第５の火花ギャ
ップｇ5 にて連続飛火させることができる。つまり、点
火コイルＣＬ側の火花ギャップの飛火時に接地側の火花
ギャップ側の浮遊容量に対して瞬時に充電される電圧が
接地側の火花ギャップの要求電圧を満足するときには、
連続飛火することができる。
電圧ＶG ′として示す第２の火花ギャップｇ2 の要求電
圧Ｖ2 ′が第１の火花ギャップｇ1 で飛火時に第２の火
花ギャップ側浮遊容量Ｃ1 に瞬時に充電される第２の火
花ギャップ側電圧ＶG の電圧Ｖ2 以下であると第１の火
花ギャップｇ1 の飛火時に第２の火花ギャップｇ2 でも
連続して飛火される。図４では省略されているが、この
ように順次、要求電圧を設定することで、第３の火花ギ
ャップｇ3 、第４の火花ギャップｇ4 、第５の火花ギャ
ップｇ5 にて連続飛火させることができる。つまり、点
火コイルＣＬ側の火花ギャップの飛火時に接地側の火花
ギャップ側の浮遊容量に対して瞬時に充電される電圧が
接地側の火花ギャップの要求電圧を満足するときには、
連続飛火することができる。
【００１８】上述のように、本実施例の多点点火構成で
は、くすぶり時であっても接地側の火花ギャップの要求
電圧が点火コイルＣＬ側の火花ギャップの飛火時に接地
側の火花ギャップ側の浮遊容量を瞬時に充電される電圧
以下となるように設定されている。このため、短時間で
連続飛火することで、高電圧配線２１，・・・，２４、
接地用配線２５のくすぶり時漏洩抵抗を流れる電流は火
花ギャップ側浮遊容量に対して充電時間を必要とせず殆
どエネルギ消費することがない。即ち、くすぶり時の飛
火ミスがなくなり多点点火構成における性能を発揮する
ことができる。
は、くすぶり時であっても接地側の火花ギャップの要求
電圧が点火コイルＣＬ側の火花ギャップの飛火時に接地
側の火花ギャップ側の浮遊容量を瞬時に充電される電圧
以下となるように設定されている。このため、短時間で
連続飛火することで、高電圧配線２１，・・・，２４、
接地用配線２５のくすぶり時漏洩抵抗を流れる電流は火
花ギャップ側浮遊容量に対して充電時間を必要とせず殆
どエネルギ消費することがない。即ち、くすぶり時の飛
火ミスがなくなり多点点火構成における性能を発揮する
ことができる。
【００１９】次に、本実施例の多点点火構成におけるく
すぶり時漏洩抵抗〔ＭΩ〕と飛火数とのシミュレーショ
ン結果について、図５及び上述の図７を参照して説明す
る。ここで、図５では、図７に示す点火プラグ１０の中
心電極１１のくすぶり時漏洩抵抗ＲN0を１０〔ＭΩ〕と
し、横軸に高電圧配線及び接地用配線のくすぶり時漏洩
抵抗ＲNi（ｉ＝１〜５）、縦軸に第１の火花ギャップｇ
1 から第５の火花ギャップｇ5 までにおける飛火数を表
す。
すぶり時漏洩抵抗〔ＭΩ〕と飛火数とのシミュレーショ
ン結果について、図５及び上述の図７を参照して説明す
る。ここで、図５では、図７に示す点火プラグ１０の中
心電極１１のくすぶり時漏洩抵抗ＲN0を１０〔ＭΩ〕と
し、横軸に高電圧配線及び接地用配線のくすぶり時漏洩
抵抗ＲNi（ｉ＝１〜５）、縦軸に第１の火花ギャップｇ
1 から第５の火花ギャップｇ5 までにおける飛火数を表
す。
【００２０】図５に「菱形白抜」記号にて示すように、
火花ギャップを同一寸法間隔とし要求電圧を３０〔ｋ
Ｖ〕に設定するときには、１０〔ＭΩ〕まで５点飛火可
能であった。これに対して、図５に「四角白抜」記号に
て示すように、火花ギャップを同一寸法間隔とし要求電
圧を２０〔ｋＶ〕に設定するときには、２〔ＭΩ〕まで
５点飛火可能であった。そして、図５に「丸白抜」記号
にて示すように、第１の火花ギャップｇ1 の要求電圧を
３０〔ｋＶ〕、第２の火花ギャップｇ2 から第５の火花
ギャップｇ5 までの要求電圧を２０〔ｋＶ〕に設定する
ときには、０．５〔ＭΩ〕まで５点飛火可能であった。
火花ギャップを同一寸法間隔とし要求電圧を３０〔ｋ
Ｖ〕に設定するときには、１０〔ＭΩ〕まで５点飛火可
能であった。これに対して、図５に「四角白抜」記号に
て示すように、火花ギャップを同一寸法間隔とし要求電
圧を２０〔ｋＶ〕に設定するときには、２〔ＭΩ〕まで
５点飛火可能であった。そして、図５に「丸白抜」記号
にて示すように、第１の火花ギャップｇ1 の要求電圧を
３０〔ｋＶ〕、第２の火花ギャップｇ2 から第５の火花
ギャップｇ5 までの要求電圧を２０〔ｋＶ〕に設定する
ときには、０．５〔ＭΩ〕まで５点飛火可能であった。
【００２１】上述の多点点火構成によるシミュレーショ
ン結果によれば、火花ギャップｇ2〜ｇ5 の同一寸法間
隔に対して、火花ギャップｇ1 の寸法間隔が１．３倍以
上となるよう設定すればよいことが分かった。
ン結果によれば、火花ギャップｇ2〜ｇ5 の同一寸法間
隔に対して、火花ギャップｇ1 の寸法間隔が１．３倍以
上となるよう設定すればよいことが分かった。
【００２２】このように、本実施例の火花点火装置１０
０は、内燃機関の燃焼室５に面したピストン３の一部を
形成するセラミック部材としての絶縁碍子２０と、絶縁
碍子２０の表面から突出させ、電気的に直列に火花ギャ
ップｇ1 〜ｇ5 を隔てて形成する複数の高電圧配線２
１，・・・，２４、接地用配線２５に形成された点火用
電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａ
と、燃焼室５を形成するシリンダヘッド１に配設した点
火プラグ１０とを具備し、点火プラグ１０の中心電極１
１と対向する点火用電極２１ａとで形成された第１の火
花ギャップｇ1 の寸法間隔を接地側の残りの点火用電極
２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａで形成された
第２の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャップ
ｇ5 までの同一に設定された寸法間隔より広く設定する
ものである。また、第１の火花ギャップｇ1 の寸法間隔
が第２の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャッ
プｇ5 までの寸法間隔の１．３倍以上となるよう設定す
るものである。
０は、内燃機関の燃焼室５に面したピストン３の一部を
形成するセラミック部材としての絶縁碍子２０と、絶縁
碍子２０の表面から突出させ、電気的に直列に火花ギャ
ップｇ1 〜ｇ5 を隔てて形成する複数の高電圧配線２
１，・・・，２４、接地用配線２５に形成された点火用
電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａ
と、燃焼室５を形成するシリンダヘッド１に配設した点
火プラグ１０とを具備し、点火プラグ１０の中心電極１
１と対向する点火用電極２１ａとで形成された第１の火
花ギャップｇ1 の寸法間隔を接地側の残りの点火用電極
２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａで形成された
第２の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャップ
ｇ5 までの同一に設定された寸法間隔より広く設定する
ものである。また、第１の火花ギャップｇ1 の寸法間隔
が第２の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャッ
プｇ5 までの寸法間隔の１．３倍以上となるよう設定す
るものである。
【００２３】したがって、点火プラグ１０の中心電極１
１に対向し燃焼室５に面したピストン３頂面の絶縁碍子
２０に形成された点火用電極２１との第１の火花ギャッ
プｇ1 で放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２
の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャップｇ5
まで確実に放電火花を発生させることができる。これに
より、内燃機関の燃焼室５内に吸入される混合気等の燃
料に確実に着火可能となるため、出力向上、燃費改善、
エミッション低減の効果が期待できる。
１に対向し燃焼室５に面したピストン３頂面の絶縁碍子
２０に形成された点火用電極２１との第１の火花ギャッ
プｇ1 で放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２
の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャップｇ5
まで確実に放電火花を発生させることができる。これに
より、内燃機関の燃焼室５内に吸入される混合気等の燃
料に確実に着火可能となるため、出力向上、燃費改善、
エミッション低減の効果が期待できる。
【００２４】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる火花点火装置の多点点火構成の変形例における絶縁
碍子２０′部分をシリンダヘッド側から見た図６の平面
図について説明する。
かる火花点火装置の多点点火構成の変形例における絶縁
碍子２０′部分をシリンダヘッド側から見た図６の平面
図について説明する。
【００２５】図６は上述の実施例における図３の平面図
に対応し、第１の火花ギャップｇ1′から第５の火花ギ
ャップｇ5 ′までの寸法間隔が変更されているだけであ
り、他の構成部分については同様であるためそれらの詳
細な説明を省略する。
に対応し、第１の火花ギャップｇ1′から第５の火花ギ
ャップｇ5 ′までの寸法間隔が変更されているだけであ
り、他の構成部分については同様であるためそれらの詳
細な説明を省略する。
【００２６】図６において、第１の火花ギャップｇ1 ′
の寸法間隔に対して第２の火花ギャップｇ2 ′の寸法間
隔が狭くなるよう設定されている。同様に、順次、第２
の火花ギャップｇ2 ′の寸法間隔に対して第３の火花ギ
ャップｇ3 ′の寸法間隔、第３の火花ギャップｇ3 ′の
寸法間隔に対して第４の火花ギャップｇ4 ′の寸法間
隔、第４の火花ギャップｇ4 ′の寸法間隔に対して第５
の火花ギャップｇ5 ′の寸法間隔が狭くなるよう設定さ
れている。本変形例の多点点火構成によるシミュレーシ
ョン結果によれば、火花ギャップｇ1 〜ｇ5 の寸法間隔
が順次、０．９倍以下となるよう設定すればよいことが
分かった。
の寸法間隔に対して第２の火花ギャップｇ2 ′の寸法間
隔が狭くなるよう設定されている。同様に、順次、第２
の火花ギャップｇ2 ′の寸法間隔に対して第３の火花ギ
ャップｇ3 ′の寸法間隔、第３の火花ギャップｇ3 ′の
寸法間隔に対して第４の火花ギャップｇ4 ′の寸法間
隔、第４の火花ギャップｇ4 ′の寸法間隔に対して第５
の火花ギャップｇ5 ′の寸法間隔が狭くなるよう設定さ
れている。本変形例の多点点火構成によるシミュレーシ
ョン結果によれば、火花ギャップｇ1 〜ｇ5 の寸法間隔
が順次、０．９倍以下となるよう設定すればよいことが
分かった。
【００２７】このように、本変形例の火花点火装置１０
０は、内燃機関の燃焼室５に面したピストン３の一部を
形成するセラミック部材としての絶縁碍子２０と、絶縁
碍子２０の表面から突出させ、電気的に直列に火花ギャ
ップｇ1 〜ｇ5 を隔てて形成する複数の高電圧配線２
１，・・・，２４、接地用配線２５に形成された点火用
電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａ
と、燃焼室５を形成するシリンダヘッド１に配設した点
火プラグ１０とを具備し、点火プラグ１０の中心電極１
１と対向する点火用電極２１ａとで形成された第１の火
花ギャップｇ1 から接地側の残りの点火用電極２１ｂ，
・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａで形成された最終の第
５の火花ギャップｇ5 までの寸法間隔を順次、狭く設定
するものである。また、第１の火花ギャップｇ1 から最
終の第５の火花ギャップｇ5 までの寸法間隔が順次、
０．９倍以下となるよう設定するものである。
０は、内燃機関の燃焼室５に面したピストン３の一部を
形成するセラミック部材としての絶縁碍子２０と、絶縁
碍子２０の表面から突出させ、電気的に直列に火花ギャ
ップｇ1 〜ｇ5 を隔てて形成する複数の高電圧配線２
１，・・・，２４、接地用配線２５に形成された点火用
電極２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａ
と、燃焼室５を形成するシリンダヘッド１に配設した点
火プラグ１０とを具備し、点火プラグ１０の中心電極１
１と対向する点火用電極２１ａとで形成された第１の火
花ギャップｇ1 から接地側の残りの点火用電極２１ｂ，
・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａで形成された最終の第
５の火花ギャップｇ5 までの寸法間隔を順次、狭く設定
するものである。また、第１の火花ギャップｇ1 から最
終の第５の火花ギャップｇ5 までの寸法間隔が順次、
０．９倍以下となるよう設定するものである。
【００２８】したがって、点火プラグ１０の中心電極１
１に対向し燃焼室５に面したピストン３頂面の絶縁碍子
２０に形成された点火用電極２１との第１の火花ギャッ
プｇ1 で放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２
の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャップｇ5
まで確実に放電火花を発生させることができる。これに
より、内燃機関の燃焼室５内に吸入される混合気等の燃
料に確実に着火可能となるため、出力向上、燃費改善、
エミッション低減の効果が期待できる。
１に対向し燃焼室５に面したピストン３頂面の絶縁碍子
２０に形成された点火用電極２１との第１の火花ギャッ
プｇ1 で放電火花が発生されれば連続的に接地側の第２
の火花ギャップｇ2 から最終の第５の火花ギャップｇ5
まで確実に放電火花を発生させることができる。これに
より、内燃機関の燃焼室５内に吸入される混合気等の燃
料に確実に着火可能となるため、出力向上、燃費改善、
エミッション低減の効果が期待できる。
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る火花点火装置を示す模式図である。
る火花点火装置を示す模式図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る火花点火装置が適用されたピストン上面の多点点火構
成を示す部分断面図である。
る火花点火装置が適用されたピストン上面の多点点火構
成を示す部分断面図である。
【図３】 図３は図２の絶縁碍子部分をシリンダヘッド
側から見た平面図である。
側から見た平面図である。
【図４】 図４は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る火花点火装置の多点点火構成における火花ギャップ電
圧を説明するタイムチャートである。
る火花点火装置の多点点火構成における火花ギャップ電
圧を説明するタイムチャートである。
【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る火花点火装置の多点点火構成における高電圧配線のく
すぶり時漏洩抵抗と飛火数とのシミュレーション結果を
示す説明図である。
る火花点火装置の多点点火構成における高電圧配線のく
すぶり時漏洩抵抗と飛火数とのシミュレーション結果を
示す説明図である。
【図６】 図６は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る火花点火装置の多点点火構成の変形例における絶縁碍
子部分をシリンダヘッド側から見た平面図である。
る火花点火装置の多点点火構成の変形例における絶縁碍
子部分をシリンダヘッド側から見た平面図である。
【図７】 図７は一般的な火花点火装置の多点点火構成
における等価回路図である。
における等価回路図である。
３ ピストン ５ 燃焼室 １０ 点火プラグ １１ 中心電極 ２０ 絶縁碍子（セラミック部材） ２１ａ，２１ｂ，・・・，２４ａ，２４ｂ，２５ａ 点
火用電極 １００ 火花点火装置 ＣＬ 点火コイル ｇ1 〜ｇ5 火花ギャップ
火用電極 １００ 火花点火装置 ＣＬ 点火コイル ｇ1 〜ｇ5 火花ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０１ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０１Ａ 15/08 ３０２ 15/08 ３０２Ａ (72)発明者 高桑 栄司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 池田 正俊 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3G019 AA09 CA01 KA02 KA03 KA12 3G023 AA02 AA03 AB02 AB03 AC01 AD03 AD11 AD12 AD14 AE04
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の燃焼室に面したピストンまた
は前記燃焼室壁面の少なくとも一部を形成するセラミッ
ク部材と、 前記セラミック部材の表面またはその表面から突出さ
せ、電気的に直列に火花ギャップを隔てて形成する複数
の点火用電極と、 前記燃焼室を形成するシリンダヘッドに配設した点火プ
ラグとを具備し、 前記点火プラグの中心電極と対向する前記点火用電極と
で形成された第１の火花ギャップの寸法間隔を接地側の
残りの前記点火用電極で形成された第２の火花ギャップ
から最終の火花ギャップまでの同一に設定された寸法間
隔より広く設定することを特徴とする火花点火装置。 - 【請求項２】 前記第１の火花ギャップの寸法間隔は、
前記第２の火花ギャップから前記最終の火花ギャップま
での寸法間隔の１．３倍以上となるよう設定することを
特徴とする請求項１に記載の火花点火装置。 - 【請求項３】 内燃機関の燃焼室に面したピストンまた
は前記燃焼室壁面の少なくとも一部を形成するセラミッ
ク部材と、 前記セラミック部材の表面またはその表面から突出さ
せ、電気的に直列に火花ギャップを隔てて形成する複数
の点火用電極と、 前記燃焼室を形成するシリンダヘッドに配設した点火プ
ラグとを具備し、 前記点火プラグの中心電極と対向する前記点火用電極と
で形成された第１の火花ギャップから接地側の残りの前
記点火用電極で形成された最終の火花ギャップまでの寸
法間隔を順次、狭く設定することを特徴とする火花点火
装置。 - 【請求項４】 前記第１の火花ギャップから前記最終の
火花ギャップまでの寸法間隔は、順次、０．９倍以下と
なるよう設定することを特徴とする請求項３に記載の火
花点火装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25503899A JP2001082306A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 火花点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25503899A JP2001082306A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 火花点火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082306A true JP2001082306A (ja) | 2001-03-27 |
Family
ID=17273315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25503899A Withdrawn JP2001082306A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 火花点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001082306A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002089277A1 (en) | 2001-04-25 | 2002-11-07 | Yasuo Isono | Ignition system for internal combustion engine and ignition method of fuel charged in a fuel chamber |
| US6634331B2 (en) * | 2001-07-12 | 2003-10-21 | Rosario Truglio | Piston with integrated spark electrode |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25503899A patent/JP2001082306A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002089277A1 (en) | 2001-04-25 | 2002-11-07 | Yasuo Isono | Ignition system for internal combustion engine and ignition method of fuel charged in a fuel chamber |
| US6796299B2 (en) | 2001-04-25 | 2004-09-28 | Yasuo Isono | Ignition system for internal combustion engine and ignition method of fuel charged in a fuel chamber |
| CN100356643C (zh) * | 2001-04-25 | 2007-12-19 | 矶野靖雄 | 内燃机点火系统和排入燃烧室的燃料点火方法 |
| US6634331B2 (en) * | 2001-07-12 | 2003-10-21 | Rosario Truglio | Piston with integrated spark electrode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |