JP2002206472A - 火花点火機関の点火装置 - Google Patents

火花点火機関の点火装置

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JP2002206472A
JP2002206472A JP2001005046A JP2001005046A JP2002206472A JP 2002206472 A JP2002206472 A JP 2002206472A JP 2001005046 A JP2001005046 A JP 2001005046A JP 2001005046 A JP2001005046 A JP 2001005046A JP 2002206472 A JP2002206472 A JP 2002206472A
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ignition
plug
spark
gap
combustion chamber
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JP2001005046A
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Chiaki Hirata
千秋 平田
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラグギャップの大きい点火プラグを使用し
ても、高負荷運転時に失火のおそれがない火花点火機関
の点火装置を提供する。 【解決手段】 四サイクルエンジンの燃焼室1に、混合
気着火用の第一、第二の点火プラグ10・11をそれぞ
れ挿着し、第一の点火プラグ10のプラグギャップPG
よりも第二の点火プラグ11のプラグギャップPGを大
きく拡大し、第二の点火プラグ11を四サイクルエンジ
ンの高負荷運転時にスパーク不能とし、四サイクルエン
ジンの低負荷運転時のみにスパークさせる。四サイクル
エンジンの高負荷運転時には、第一の点火プラグ10が
スパークし、通常の出力性能を確保するので、プラグギ
ャップPGの大きい第二の点火プラグ11の存在にかか
わらず、高負荷運転時に失火のおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の二輪、四輪
等に使用されるレシプロ式内燃機関の点火装置等からな
る火花点火機関の点火装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガソリンエンジンについては、様々な研
究課題があるが、その一つとして希薄混合気による運転
があげられる。この希薄混合気による運転が課題となる
のは、希薄混合気を使用してガソリンエンジンを運転す
ることができれば、排出ガスの有害成分を減少させるこ
とができる。このような利点のあることから、希薄混合
気を使用して如何に点火し、運転するかの研究が進めら
れている。
【0003】この点に関し、特開平7‐77150号公
報は、シリンダヘッドにおける燃焼室の左右外縁近傍
に、点火プラグをそれぞれ挿着してその放電用のプラグ
ギャップを0.8mmと1.3mmの二種とし、この二
本の点火プラグを点火システムの二次コイルに直列接続
して同時に放電させる技術を開示している。この技術に
よれば、1.3mmのプラグギャップの大きい点火プラ
グにより0.8mmのプラグギャップの小さい点火プラ
グに係る電圧を高めて、低負荷運転時(圧縮圧が低い)に
希薄混合気に点火することができる。なお、この種の先
行技術文献として、上記公報の他に、特開昭57‐10
5565号公報があげられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来における火花点火
機関の点火装置は、以上のように1.3mmというプラ
グギャップの大きい点火プラグで希薄混合気に点火する
ようにしているが、1.3mm程度しかない小さなプラ
グギャップでは、点火プラグ付近に希薄混合気をスワー
ルコントロールバルブ等を使用して適切に集中させない
と、高負荷運転時(圧縮圧が高い)に失火のおそれがあ
る。さらに、1.3mmのプラグギャップの点火プラグ
が失火すると、0.8mmのプラグギャップの点火プラ
グに悪影響を及ぼすことがある。
【0005】本発明は、上記に鑑みなされたもので、プ
ラグギャップの大きい点火プラグを使用しても、高負荷
運転時に失火のおそれがない火花点火機関の点火装置を
提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、燃焼室に、混合気着
火用の点火プラグを取り付けたものにおいて、上記点火
プラグを第一、第二の点火プラグとし、第一の点火プラ
グのプラグギャップよりも第二の点火プラグのプラグギ
ャップを大きくしたことを特徴としている。
【0007】なお、上記第一の点火プラグを上記燃焼室
の略中央部に取り付け、上記第二の点火プラグを上記燃
焼室の外側に取り付けることが好ましい。また、上記第
一の点火プラグのプラグギャップを0.7〜1.2mm
とし、上記第二の点火プラグのプラグギャップを3.0
mm以上とすることが好ましい。さらに、上記第一、第
二の点火プラグの点火システムをフルトランジスタ式と
し、この点火システム中、トランジスタとイグニション
コイルとを上記第一、第二の点火プラグ毎に独立させて
並列配置すると良い。
【0008】請求項1記載の発明によれば、第一の点火
プラグよりも第二の点火プラグのプラグギャップが大き
いので、低負荷運転時に燃焼室に希薄混合気を集める圧
力が低くても、第二の点火プラグのプラグギャップに希
薄混合気が侵入して点火することが可能になる。低負荷
運転から高負荷運転に移行すると、圧縮圧力が高くな
り、第二の点火プラグが放電不能となるが、第一の点火
プラグにより点火することができる。また、請求項4記
載の発明によれば、接点式とは異なるフルトランジスタ
式の点火システムを採用するので、正確な点火タイミン
グを維持することができ、しかも、強力な点火火花が得
られる。また、点火システム中、トランジスタとイグニ
ションコイルを第一、第二の点火プラグの数に応じて独
立させるので、第一、第二の点火プラグが相互に悪影響
を及ぼし合うことがない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における火花
点火機関の点火装置は、図1や図2に示すように、火花
点火機関である四サイクルエンジンの燃焼室1に、混合
気着火用の第一、第二の点火プラグ10・11をそれぞ
れ挿着し、第一の点火プラグ10のプラグギャップPG
よりも第二の点火プラグ11のプラグギャップPGを大
きく拡大し、第一、第二の点火プラグ10・11の点火
システム20を耐久性の高いフルトランジスタ式(イグ
ニションコイル29・30の一次電流の断続に、ロータ
とピックアップコイルの信号をトランジスタの増幅回路
で増幅して行う方式)とするようにしている。
【0010】燃焼室1は、図1に示すように、ピストン
2の上死点とシリンダ3とで区画形成される。シリンダ
3は、図1や図2に示すように、本体であるシリンダブ
ロック4と、このシリンダブロック4の開口上部にガス
ケットを介して螺着されるシリンダヘッド5とを備え、
このシリンダヘッド5の図の右半分には複数の吸気口6
が並べて形成されるとともに、反対側の左半分には複数
の排気口7が並べて形成されている。
【0011】第一、第二の点火プラグ10・11は、図
1に示すように、プラグの中心部長手方向に中心電極1
2が挿着され、プラグ螺子の下端部には接地電極13が
略L字に設けられており、これら中心電極12の露出し
た下端部と接地電極13とが火花隙間であるプラグギャ
ップPGを形成する。第一の点火プラグ10は、通常の
点火プラグからなり、燃焼室1、換言すれば、シリンダ
ヘッド5の中心部にプラグホール8を介し挿着されて中
心電極12と接地電極13とを燃焼室1内に露出させ
る。この第一の点火プラグ10は、プラグギャップPG
が通常の0.7〜1.2mm、好ましくは0.7〜0.
9mm程度に設定され、四サイクルエンジンの高負荷運
転時に燃焼室1で通常通りスパークし、四サイクルエン
ジンの低負荷運転時には補助的にスパーク、あるいはス
パークしないよう機能する。
【0012】これに対し、第二の点火プラグ11は、燃
焼室1、換言すれば、シリンダヘッド5の外周縁近傍に
プラグホール9を介し挿着されて中心電極12と接地電
極13とを燃焼室1内に露出させる。この第二の点火プ
ラグ11は、プラグギャップPGが3.0mm以上に設
定され、四サイクルエンジンの高負荷運転時にはスパー
クせず(混合気の圧縮圧が高いから)、四サイクルエンジ
ンの低負荷運転時のみにスパークして燃焼室1の希薄混
合気に点火する。
【0013】点火システム20は、図1に示すように、
クランクシャフト等の回転に応じて作動するシグナルジ
ェネレータ21を備え、このシグナルジェネレータ21
の極性変化を利用してイグナイタ22のパワートランジ
スタ27・28をON、OFFさせ、電流を断続させる
よう機能する。イグナイタ22は、スロットルバルブの
開度とシグナルジェネレータ21からの信号を波形整形
回路23を介して検知し、最適な点火時期を設定するC
PU24と、これら波形整形回路23とCPU24に接
続された電源回路25と、CPU24に接続されてバッ
テリ26から通電される第一の点火プラグ10用のパワ
ートランジスタ27と、CPU24に接続されてバッテ
リ26から通電される第二の点火プラグ11用のパワー
トランジスタ28とから構成されている。
【0014】パワートランジスタ27は第一の点火プラ
グ10に電圧増幅用のイグニションコイル29を介して
接続され、パワートランジスタ28は第二の点火プラグ
11に電圧増幅用のイグニションコイル30を介して接
続されている。このように、パワートランジスタ27・
28とイグニションコイル29・30とは、第一、第二
の点火プラグ10・11毎に独立して並列配置されてい
る。なお、31は例えば10Aのヒューズ、32はイグ
ニションスイッチ、33は例えば10Aのヒューズ、3
4はエンジンストップスイッチである。
【0015】上記構成によれば、燃焼室1に使用目的の
異なる第一、第二の点火プラグ10・11をそれぞれ挿
着して第一の点火プラグ10のプラグギャップPGより
も第二の点火プラグ11のプラグギャップPGを大きく
拡大するので、小さな放電エネルギーでも低負荷運転時
の希薄混合気に確実、かつ十分点火することができる。
また、四サイクルエンジンの高負荷運転時には、第一の
点火プラグ10が通常通りスパークし、通常の出力性能
を確保するので、プラグギャップPGの大きい第二の点
火プラグ11の存在にかかわらず、高負荷運転時に失火
のおそれがない。このように、第一、第二の点火プラグ
10・11のみ使用し、他に特殊な部品をなんら必要と
しないので、簡易な部品のみで高負荷運転時の出力を確
保しながら、低負荷運転時には希薄燃焼が可能となる。
【0016】また、第一の点火プラグ10を燃焼室1の
中心部、あるいはおおよそ中心部と認められる部分に取
り付け、着火した火炎を燃焼室1全体にすばやく広げる
ようにしているので、燃焼時間を短くでき高負荷運転時
の燃焼現象をなんら損なうことがない。また、第二の点
火プラグ11を、燃焼室1の中心部から半径外方向であ
る外周縁近傍に取り付けて吸気スワール流の流路上に配
置しているので、ギャップPGの間に混合気が実に侵入
しやすく、低負荷運転時の着火性を大幅に向上させるこ
とができる。
【0017】また、パワートランジスタ27・28とイ
グニションコイル29・30とを第一、第二の点火プラ
グ10・11に応じて独立並列配置し、別系統で制御す
るので、何らかの影響で高負荷運転時にギャップPGの
大きい第二の点火プラグ11が火花を飛ばさない場合で
も、ギャップPGの小さい第一の点火プラグ10をスパ
ークさせることができる。さらに、第二の点火プラグ1
1が例えスパークしない場合でも、第一の点火プラグ1
0になんら悪影響を及ぼすことがない。なお、第二の点
火プラグ11は、高圧下では点火しないが、一般に高圧
となる四サイクルエンジンの高負荷運転時においては、
混合気がある程度希薄となるので、かぶりを起こすこと
がない。
【0018】なお、本実施形態の燃焼室には予混合気を
吸入しても良いし、燃料を直接噴射して混合気を形成す
るようにしても良い。また、本実施形態ではシリンダヘ
ッド5を単に示したが、半球型やペントルーフ型等、い
ずれのタイプのシリンダヘッド5でも良い。また、点火
プラグには、U溝型、突き出し型、2極型、ワイドU
型、ワイド型等の種類があるが、第一、第二の点火プラ
グ10・11はいずれのタイプでも良い。また、第一、
第二の点火プラグ10・11は、燃焼室1に一本挿着す
ることもできるし、燃焼室1に複数本挿着することもで
きる。
【0019】また、第一、第二の点火プラグ10・11
の一方が点火しない場合でも、他方の機能が確保される
のであれば、パワートランジスタ27・28とイグニシ
ョンコイル29・30とを第一、第二の点火プラグ10
・11に応じて独立並列配置しなくても良く、一系統の
点火システム20でも良い。さらに、本発明に係る火花
点火機関の点火装置は、主にレシプロ式内燃機関の点火
装置に関するものだが、圧力が変動する環境内で可燃物
に電気火花で着火させる各種内燃機関にも応用すること
が可能である。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、点火プラ
グを第一、第二の点火プラグとし、第一の点火プラグの
プラグギャップよりも第二の点火プラグのプラグギャッ
プを大きくするので、プラグギャップの大きい点火プラ
グを使用しても、高負荷運転時に失火のおそれがないと
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る火花点火機関の点火装置の実施形
態を示す回路構成図である。
【図2】本発明に係る火花点火機関の点火装置の実施形
態におけるシリンダヘッドを示す説明図である。
【符号の説明】
1 燃焼室 3 シリンダ 5 シリンダヘッド 6 吸気口 10 第一の点火プラグ 11 第二の点火プラグ 12 中心電極 13 接地電極 20 点火システム 27 パワートランジスタ(トランジスタ) 28 パワートランジスタ(トランジスタ) 29 イグニションコイル 30 イグニションコイル PG プラグギャップ
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 15/00 F02P 15/00 M 15/02 15/02 H01T 13/20 H01T 13/20 B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室に、混合気着火用の点火プラグを
    取り付けた火花点火機関の点火装置において、 上記点火プラグを第一、第二の点火プラグとし、第一の
    点火プラグのプラグギャップよりも第二の点火プラグの
    プラグギャップを大きくしたことを特徴とする火花点火
    機関の点火装置。
  2. 【請求項2】 上記第一の点火プラグを上記燃焼室の略
    中央部に取り付け、上記第二の点火プラグを上記燃焼室
    の外側に取り付けた請求項1記載の火花点火機関の点火
    装置。
  3. 【請求項3】 上記第一の点火プラグのプラグギャップ
    を0.7〜1.2mmとし、上記第二の点火プラグのプ
    ラグギャップを3.0mm以上とした請求項1又は2記
    載の火花点火機関の点火装置。
  4. 【請求項4】 上記第一、第二の点火プラグの点火シス
    テムをフルトランジスタ式とし、この点火システム中、
    トランジスタとイグニションコイルとを上記第一、第二
    の点火プラグ毎に独立させて並列配置した請求項1、
    2、又は3記載の火花点火機関の点火装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007046474A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Toyota Motor Corp 内燃機関及び内燃機関の運転制御装置
JP5605786B2 (ja) * 2012-07-11 2014-10-15 日立オートモティブシステムズ阪神株式会社 内燃機関用点火装置
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KR102228050B1 (ko) * 2020-03-30 2021-03-12 정종석 엔진타입 선외기의 듀얼 점화플러그 시스템

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