JP2003157952A - 点火プラグおよび燃焼室装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射噴流に対する放電位置の感度に関して点
火プラグの不十分な組付け公差を改善する。 【解決手段】 中心電極５および／または接地電極６
が、予め規定された放電ギャップに可燃性の混合気を供
給するための供給領域８を有しているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグであっ
て、管状の金属製のハウジングと、該ハウジング内に埋
め込まれた絶縁体と、該絶縁体内に配置されていて、接
続ピン、電流制限式の抵抗、被覆されたコンタクトピン
および中心電極を有する棒状の内部導電装置と、ハウジ
ングに取り付けられた少なくとも１つの接地電極とが設
けられている形式のものに関する。

【０００２】さらに、本発明は、燃焼室装置であって、
点火プラグと、可燃性の少なくとも２つの混合気噴流を
燃焼室内に噴射するための少なくとも１対の噴射孔を有
する噴射弁とが設けられている形式のものに関する。

【０００３】

【従来の技術】点火装置と燃料の噴射システムとによる
任意の燃焼コンセプトに対して使用可能であるにもかか
わらず、本発明ならびに本発明に基づく、点火プラグお
よびスプレイガイド式の燃焼法によるガソリン直接噴射
に関する問題を説明する。

【０００４】たとえばドイツ連邦共和国特許第１９６２
３９８９号明細書に基づき、請求項１の上位概念部に記
載した形式の点火プラグが公知である。

【０００５】燃焼室に設けられたこのような点火プラグ
では、可燃性の混合気の噴射噴流に対する放電位置もし
くは放電ギャップの感度に関して点火プラグの組付け公
差が不十分であるという事実が欠点であると分かった。
したがって、設定された最適な組付け位置からほんの僅
かでさえ逸脱している点火プラグが燃焼室に組み付けら
れると、火炎核形成ひいては混合気着火に関する問題が
生ぜしめられ得る。なぜならば、点火プラグの中心電極
と接地電極との間の放電ギャップへの可燃性の混合気、
たとえば燃料・空気混合物の接近可能性が妨害されるか
らである。

【０００６】

【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１９６２３９８
９号明細書

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、噴射噴流に対する放電位置の感度に関して点火
プラグの不十分な組付け公差を改善することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の点火プラグでは、中心電極および／または接
地電極が、予め規定された放電ギャップに可燃性の混合
気を供給するための供給領域を有しているようにした。

【０００９】さらに、この課題を解決するために本発明
の燃焼室装置では、混合気噴流が、半径方向で点火プラ
グの側方に位置していて、棍棒状の混合気噴流の重点
が、点火プラグの中心電極と接地電極との間の放電ギャ
ップの上方に位置しているように、両噴射孔が配置され
ていようにした。

【００１０】

【発明の効果】請求項１の特徴を備えた本発明による点
火プラグならびに請求項１７に記載の特徴を備えた燃焼
室装置は公知の解決手段に比べて、点火プラグの組付け
深さが、隣り合って位置する噴射噴流の位置にもはや正
確に調和される必要がないという利点を有している。

【００１１】本発明に基づく思想は、中心電極および／
または接地電極が、中心電極と接地電極との間の放電ギ
ャップに可燃性の混合気を供給するための供給領域を有
していることにある。

【００１２】したがって、放電ギャップへの可燃性の混
合気の良好な接近可能性もしくは放電ギャップの周辺か
ら燃焼室内への可能な限り自由なかつ妨害されない火炎
伝播が保証される。

【００１３】さらに、本発明は燃焼室装置を提供してい
る。この燃焼室装置では、相応に噴射された混合気噴流
が、半径方向で点火プラグの側方に位置していて、棍棒
状の混合気噴流の重点が、点火プラグの中心電極と接地
電極との間の放電ギャップの上方に位置しているよう
に、点火プラグと、少なくとも一対の噴射孔を備えた噴
射弁とが互いに配置されている。

【００１４】これによって、点火プラグの組付け深さ公
差を拡張するという別の可能性が提供される。

【００１５】従属請求項には、請求項１に記載した点火
プラグもしくは請求項１７に記載した燃焼室装置の有利
な構成および改良形が記載されている。

【００１６】有利な構成によれば、前記供給領域が、放
電ギャップへの混合気の、高められた接近可能性のため
に、少なくとも１つの貫通孔、貫通スリット、切り欠か
れた貫通領域またはこれに類するものとして放電ギャッ
プの高さで接地電極に形成されている。

【００１７】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
ルーフ状の電極として形成されている。

【００１８】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
フォーク状の電極として形成されており、該電極が、特
にピン状の中心電極を取り囲んでいる。

【００１９】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
中心電極および／または絶縁体をカバーするための少な
くとも１つの段状の電極として形成されている。

【００２０】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
少なくとも１つのＵ字形部材として中心電極の燃焼室側
の面の上方に形成されている。

【００２１】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
互いに間隔を置いて平行に配置された少なくとも２つの
電極から形成されている。

【００２２】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
ほぼ環状に形成されていて、特にピン状の中心電極また
は絶縁体を取り囲んでいる。環状の接地電極が、特に支
持装置を介してハウジングに固定されている。支持装置
が、同じく貫通孔、貫通スリット、切り欠かれた貫通領
域またはこれに類するものを放電ギャップの高さに有し
ている。

【００２３】さらに有利な構成によれば、接地電極が、
混合気の主流れ方向に対して噴射弁と中心電極との間に
配置されているように、当該点火プラグが方向付けられ
て組付け可能である。

【００２４】さらに有利な構成によれば、中心電極が、
混合気の主流れ方向に対して噴射弁と接地電極との間に
配置されているように、当該点火プラグが方向付けられ
て組付け可能である。

【００２５】さらに有利な構成によれば、中心電極が、
外方に曲げられて形成されている。

【００２６】さらに有利な構成によれば、中心電極が、
放電ギャップへの混合気の、高められた接近可能性のた
めに、貫通孔、貫通スリット、切り欠かれた貫通領域ま
たはこれに類するものを放電ギャップの高さに有してい
る。

【００２７】さらに有利な構成によれば、中心電極およ
び／または接地電極の横断面が、円形、正方形、長方
形、三角形またはこれに類する形で形成されている。

【００２８】さらに有利な構成によれば、接地電極と中
心電極との間の間隔が、約０．３ｍｍ〜０．６ｍｍに寸
法設定されている。

【００２９】さらに有利な構成によれば、前記供給領域
が、放電ギャップへの混合気の、高められた接近可能性
のために、接地電極に設けられた変向領域として放電ギ
ャップの高さに形成されている。

【００３０】さらに有利な構成によれば、噴射弁によっ
て噴射された両混合気噴流の間の角度が、有利には３０
゜〜６０゜に設定されている。

【００３１】さらに有利な構成によれば、点火プラグの
軸線と噴射弁との軸線が、互いに鋭角を成している。

【００３２】さらに有利な構成によれば、噴射弁が、半
球状のヘッドを有しており、該ヘッドに複数対の噴射孔
が設けられており、相応の噴射孔に割り当てられた２つ
の噴流対の噴流平面の間の角度が、有利には２５゜〜３
０゜に設定されている。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。

【００３４】なお、全ての図面において同じ構成要素ま
たは機能的に同じ構成要素には同じ符号が付してある。

【００３５】図１ａおよび図１ｂには、本発明の第１実
施例による点火プラグ１の下面図もしくは正面図が部分
的に断面して示してある。

【００３６】点火プラグ１の、たとえば金属製の管状の
ハウジング２内には絶縁体４が配置されている。この場
合、ハウジング２と絶縁体４との回転対称的な軸線が合
致して位置していると有利である。絶縁体４内には、接
続ピン１１（図１２および図１３参照）と、電流制限式
の抵抗１２と、被覆されたコンタクトピン１３とを備え
た、有利には棒状の内部導電装置ならびに中心電極５が
配置されている。この中心電極５は、たとえば特殊合
金、白金またはこれに類するものから製造されている。
絶縁体４内に配置された構成部材は、電圧を接続ピン１
１から中心電極５に伝達するために働く。ハウジング２
と、たとえばセラミックスから成る絶縁体４との間には
ガスボリューム３が設けられている。接続ピン１１は有
利には鋼から成っている。絶縁体４の内部では、接続ピ
ン１１と中心電極５とが、導電性の特殊溶融物に有利に
は絶対的に密に固着される。絶縁体４は、シールリング
および、たとえばかしめリングと共に鋼製プラグハウジ
ング２内に挿入され、特殊法によって高い圧力下でかし
められて収縮させられる。

【００３７】さらに、点火プラグ１は接地電極６を有し
ている。この接地電極６は点火プラグ１のハウジング２
に、たとえば溶接されている。接地電極６は、たとえば
同じく特殊合金から成っている。

【００３８】図１ａおよび図１ｂに見ることができるよ
うに、本発明の第１実施例による接地電極６はフック状
にもしくはルーフ状に形成されている。この場合、接地
電極６は中心電極５をカバーしている。接地電極６は、
点火プラグ１の軸線に対して平行に延びる、ハウジング
に溶接された区分６ａと、この区分６ａの軸線に対して
横方向に延びるルーフ区分６ｂとを有している。接地電
極６は、有利には、中心電極５の燃焼室側の面と、接地
電極６の、相応に向かい合って位置する面との間の放電
ギャップの高さに少なくとも１つの孔８、スリット、切
欠きまたはこれに類するものを有している。これによっ
て、接地電極６が噴射弁２０と中心電極５との間に位置
する組付け位置において、放電ギャップが接地電極６の
風陰に位置していて、したがって、混合気流れ２５に巻
き込まれな得ないことが回避される。

【００３９】点火プラグ１のほかに燃焼室内には噴射弁
２０が設けられている。この噴射弁２０は、有利には、
複数の噴射孔２２，２２′；２３，２３′（図１６およ
び図１７参照）を備えた半球状のヘッド２１を有してい
る。噴射弁２０から流出した混合物は各噴射噴流２５の
重点噴流によって顕著に図示してある。

【００４０】したがって、点火プラグ１の組付け位置と
は無関係に中心電極５と接地電極６との間の放電ギャッ
プａへの十分な混合気流れひいては確実な混合気着火が
保証される。

【００４１】接地電極６は、放電ギャップａへの混合気
流入を保証するために、互いに間隔を置いて平行に配置
された２つの電極から形成されていてもよい。

【００４２】第１実施例では、接地電極６に対する中心
電極５の間隔ａが、絶縁体４と、接地電極６の、点火プ
ラグ１の軸線に対して平行に延びる区分６ａとの間の間
隔ｂよりも軸方向で著しく小さく寸法設定されている。
したがって、混合気の点火もしくは着火は、ギャップｂ
が、必要となる点火間隔よりも大きく選択されている場
合に放電ギャップａでしか行われない。

【００４３】図１ｂに示したように、中心電極５は絶縁
体４に比べて延長されていて、燃焼室側で突出してい
る。可能な限り大きな組付け公差を獲得するためには、
熱的なかつ製造技術的な理由に基づき許容可能である程
度に放電ギャップａが可能な限り十分にプラグハウジン
グ２の外部に位置していなければならない。これによっ
て、複数のシリンダを備えたエンジンでの、互いに隣り
合って位置する各噴射噴流に対する放電ギャップの種々
異なる組付け誤差を補償することができ、個々のシリン
ダへの点火プラグ１の種々異なる組付け深さに関する放
電ギャップの誤差が感じられなくなる。

【００４４】図１ｂから知ることができるように、中心
電極５は露出していてよい、すなわち、絶縁体４によっ
て取り囲まれている必要はない。

【００４５】図２には、本発明の第２実施例による点火
プラグ１の正面図が部分的に断面して示してある。この
実施例では、中心電極５が有利にはピンの形を有してい
る。このピンは軸方向でコンタクトピン１３の燃焼室側
の端部に取り付けられている。有利には、中心電極５は
白金から形成されていて、溶接法によってコンタクトピ
ン１３に取り付けられている。中心電極５の側方には、
この中心電極５と接地電極６との間の放電ギャップへの
十分な混合気接近可能性のために、平行に案内された２
つの接地電極または、図２に見ることができるように、
二股にされた接地電極６が位置していてよい。この事例
では、点火が、軸方向でコンタクトピン１３と接地電極
６との間の放電ギャップａにわたって行われるだけでな
く、半径方向でも中心電極５と接地電極６との間の放電
ギャップｂにわたって行われる。

【００４６】平行に案内された２つの接地電極のもしく
は二股にされた接地電極６のそれぞれ自由な領域は、可
燃性の混合気を各放電ギャップに供給するための供給領
域として働く。付加的には、接地電極６が同じく混合気
供給補助のための孔、スリット、切欠きまたはこれに類
するものを有していてよい。

【００４７】この実施例で説明していない構成部材およ
び機能形式は、図１ａおよび図１ｂに示した第１実施例
の構成部材および機能形式に相当しているので、詳しい
説明は省略する。ちなみに、類似のことが以下の実施例
にも当てはまる。

【００４８】図３には、点火プラグ１の第３実施例が示
してある。この点火プラグ１では、接地電極６が、中心
電極５と絶縁体端面とを、規定された間隔を形成してカ
バーするように段付けされて形成されている。このよう
な構成の場合、軸方向では、図３に示した放電ギャップ
ａにわたって点火動作が生ぜしめられ、半径方向では放
電ギャップｂにわたって点火動作が生ぜしめられ、付加
的には、絶縁体４と接地電極６のオーバハング区分６ｃ
との間の放電ギャップｃにわたって点火動作が生ぜしめ
られる。

【００４９】有利には、接地電極６は、各放電ギャップ
の高さに孔８、スリット、切欠きまたはこれに類するも
のを有しているので、組付け位置とは無関係に相応の放
電ギャップへの十分な混合気流れが保証されている。

【００５０】さらに、第３実施例によれば、放電ギャッ
プｂ；ｃへの混合気の十分な接近可能性のために、中心
電極５も放電ギャップｂ；ｃの高さに同じく孔１０、ス
リット、切欠きまたはこれに類するものを有している。

【００５１】絶縁体４と接地電極６との、互いに間隔を
置いて平行に配置された両区分の間の間隔ｄは、有利に
は、間隔もしくは放電ギャップａ，ｂ，ｃよりもやや大
きく選択されている。したがって、ギャップｄに着火も
しくは点火動作は生ぜしめられない。

【００５２】図４ａ、図４ｂおよび図４ｃには、本発明
の第４実施例による点火プラグ１が示してある。図４ａ
には、ほぼＶ字形の切欠きを有する中心電極５の右側面
図が示してある。図４ｂおよび図４ｃには、第４実施例
による点火プラグ１の下面図もしくは正面図が部分的に
断面して示してある。接地電極６は、燃焼室側で中心電
極５で終わるように曲げられて形成されている。本発明
によれば、接地電極６は重要な放電ギャップａ，ｂの高
さに孔８、スリット、切欠きまたはこれに類するものを
有している。この実施例では、間隔ｃが間隔ａ，ｂより
も大きく選択されているので、完全火花形成は放電ギャ
ップａ，ｂでしか実現されない。

【００５３】より良好な着火のためには、複数の接地電
極が、たとえば均一な角度間隔で中心電極５を中心とし
て配置されてもよい。これらの接地電極は全て、改善さ
れた混合気接近可能性のために相応の孔８、スリット、
切欠きまたはこれに類するものを有している。このよう
な形式の構造対称性の利点は点火プラグ１の組付け方向
での大きな公差にある。

【００５４】この場合、点火は、半径方向では中心電極
５に対して放電ギャップａにわたって行われ、軸方向で
は絶縁体４に対して放電ギャップｂにわたって行われ
る。絶縁体４は有利にはセラミックスまたはこれに類す
るものから形成されている。

【００５５】本発明の第５実施例が図５ａおよび図５ｂ
に示してある。この実施例によれば、接地電極６がフォ
ーク状に形成されていて、中心電極５を少なくとも部分
的に取り囲んでいる。これによって、放電ギャップの領
域が拡張される。フォーク電極の、フォーク状の接地電
極６を取り囲んでいない領域は、可燃性の混合気を相応
の放電ギャップに供給するために働く。フォーク状の接
地電極６も同じく、有利には放電位置の高さに孔８、ス
リット、切欠きまたはこれに類するものを備えて形成さ
れている。

【００５６】フォークの歯の横断面は、長方形、正方
形、円形、三角形またはこれに類するものであってよ
い。このことは、残りの実施例の電極横断面にも類似し
て当てはまる。

【００５７】フォーク状の接地電極６によって取り囲ま
れた中心電極５は絶縁体４に比べて燃焼室側で延長され
ている。この場合、点火は、半径方向では接地電極６と
中心電極５との間の放電ギャップａにわたって行われ、
軸方向では接地電極６と絶縁体４との間の放電ギャップ
ｂにわたって行われる。

【００５８】図６には、本発明の第６実施例による点火
プラグ１の下面図が示してある。接地電極６は、互いに
平行に案内された２つの電極から成っている。両電極は
中心電極５の傍らを通過していて、中心電極５に対して
だけでなく絶縁体４の端面に対しても点火する。両電極
は、有利には、中心電極５の軸線に対して点対称的に点
火プラグ１のハウジング２にまたは別の接地電極に溶接
されている。両電極の間の中間領域８は、放電ギャップ
への可燃性の混合気の、改善された接近可能性のために
働く。

【００５９】両接地電極６は、中心電極５の同じ側で点
火プラグ１のハウジング２に、すなわち軸線対称的に固
定されていてもよい。また、接地電極は、それぞれＵ字
形部材として中心電極５の両側で点火プラグ１のハウジ
ング２に固定されてもよい。中心電極の領域に設けられ
た円弧状の膨出部によって、接地電極は、有利には、付
加的に中心電極５の円形横断面に適合することができ
る。

【００６０】この場合、点火は、半径方向では中心電極
５に対して行われ、軸方向では絶縁体４に対して行われ
る。

【００６１】電極の横断面は、すでに前述したように、
正方形、円形、四角形、三角形またはこれに類するもの
であってよい。

【００６２】図７に示した実施例によれば、接地電極６
が、プラグハウジング２の直径にわたって横方向で緊定
されたＵ字形部材として形成されている。この場合、中
心電極５は絶縁体４の端面と同一平面を成して終わって
いる。接地電極６は、有利には、Ｕ字形部材の両角隅領
域にそれぞれ１つの孔８を有している。両孔８の代わり
に、Ｕ字形部材は部分的にその湾曲部でまたはＵ字形部
材の全ての領域で一貫してスリット付けされてもよい。

【００６３】ただ１つの広幅なＵ字形部材の代わりに、
互いに間隔を置いて平行に配置された狭幅の２つのＵ字
形部材が使用されてもよい。両Ｕ字形部材は、たとえば
点火プラグ１のハウジング２に片側で溶接されている。

【００６４】点火は、この実施例では、中心電極５の端
面と、接地電極６の、向かい合って位置する面との間の
放電ギャップａにわたって行われる。

【００６５】図８ａおよび図８ｂに示したように、本発
明の第８実施例によれば、接地電極６が環状に形成され
ていて、中心電極５を取り囲んでいる。この中心電極５
は、有利には、絶縁体４の端面を越えて延長されてい
て、絶縁体４から燃焼室側で突出している。

【００６６】環状の接地電極６は、有利には、互いに反
対の側に配置された環支持体７を介して点火プラグ１の
ハウジング２に溶接されている。接地電極６は有利には
放電ギャップａ；ｂの高さに孔８、スリットまたはこれ
に類するものを有している。この孔８は、有利には、放
電ギャップへのより良好な混合気接近のために環支持体
７に設けられている。環状の接地電極６の環支持体７
は、有利には、組み付けられた状態において、放電ギャ
ップへの混合気の供給が支持体によって妨害されず、場
合によって生ぜしめられる熱衝撃の危険がないように、
可燃性の混合気の流れ方向に対して平行に向けられてい
る。

【００６７】この場合、点火は、半径方向では放電ギャ
ップａにわたって中心電極５に対して行われ、軸方向で
は放電ギャップｂにわたってセラミックス絶縁体４に対
して行われる。

【００６８】環状の接地電極６の横断面プロフィルは有
利には円形に形成されている。

【００６９】図９には、本発明の第９実施例による点火
プラグ１の正面図が部分的に断面して示してある。中心
電極５は頭部を有している。この頭部の直径は、接触面
での絶縁体４の外径に相当している。点火プラグ１のハ
ウジング２は、この実施例によれば、接地電極６の機能
を引き受けている。この場合、後退させられた接地電極
６に基づき、点火火花は中心電極５の釘頭から絶縁体４
を介して接地電極６もしくはハウジング２に移動させら
れる。釘状の頭部が設けられていないと、火花が直接中
心電極５から接地電極６に移行し、結果的に溝掘込み部
（Ｆｕｒｃｈｅｎｅｉｎｇｒａｂｕｎｇ）を絶縁体４に
生ぜしめる恐れがある。さらに、このことは、過度に少
ない燃焼混合気量に基づくエンジンの失火も招く恐れが
ある。

【００７０】絶縁体４のための座は、より熱い点火プラ
グ構成のための付加的なガススペース３を獲得するため
に、接続ピン１１の方向に移動させることができる。

【００７１】延長された放電ギャップに基づき、可変な
組付け深さ、高い分路感度および有利な回転対称性が達
成される。

【００７２】図１０には、本発明の第１０実施例による
点火プラグ１が示してある。この場合、中心電極５は第
９実施例に類似して釘頭状に形成されている。

【００７３】点火プラグ１のハウジング２と中心電極５
の釘頭との間には、有利には環状の接地電極６が設けら
れている。この接地電極６は環支持体７によって点火プ
ラグ１のハウジング２に固定されている。環状の接地電
極６とセラミックス絶縁体４との間の間隔は可能な限り
小さく保たれることが望ましいが、しかし、絶縁体４と
環状の接地電極６との互いに異なる熱膨張が考慮されて
いるように許容されていることが望ましい。

【００７４】環状の接地電極６の環支持体７は、放電ギ
ャップへの混合気のより良好な接近可能性のために孔、
スリット、切欠きまたはこれに類するものを有していて
よい。さらに、接地電極６は、１つまたは２つの環支持
体を備えた半環体として形成されていてもよい。この場
合、この半環体は、有利には、流れに面した側に位置し
ている。

【００７５】したがって、有利には、回転対称性、分路
不感度および可変な組付け深さが提案される。

【００７６】図１１には、本発明の第１１実施例による
点火プラグ１の正面図が部分的に断面して示してある。
この場合、中心電極５は折り曲げられて形成されてい
て、放電ギャップが点火プラグ１の軸線の外部に移動さ
せられているように半径方向外向きに曲げられている。
接地電極６は点火プラグ１のハウジング２に有利には溶
接されていて、点火プラグ１の軸線に対して平行に方向
付けられている。

【００７７】接地電極６は、平行に案内された二重の接
地電極として形成されていてもよい。この接地電極は有
利には放電位置の高さに孔、スリット、切欠きまたはこ
れに類するものを有している。

【００７８】図１１に示したように、中心電極５は、放
電ギャップへの混合気のより良好な接近可能性のため
に、有利には放電ギャップの高さに孔１０を有してい
る。このような形式の供給補助手段はスリット、切欠き
またはこれに類するものによって形成されていてもよ
い。

【００７９】本発明の第１２実施例によれば、接地電極
６が、第１実施例に類似してルーフ状に形成されてい
て、放電ギャップへの可燃性の混合気のより良好な接近
可能性のために、有利には放電ギャップの高さに孔８、
スリット、切欠きまたはこれに類するものを有してい
る。

【００８０】中心電極５は、図示の実施例によれば、絶
縁セラミックス４内に埋め込まれている。これによっ
て、絶縁体４を介して空気放電点火（Ｌｕｆｔｆｕｎｋ
ｅｎｚｕｅｎｄｕｎｇ）が行われる。この空気放電点火
は燃焼堆積物を点火動作時に除去する。したがって、絶
縁体４の絶縁特性が維持される。中心電極５は、絶縁体
４内に埋め込まれた肉薄の白金ピンに溶接することがで
きる。

【００８１】ルーフ状に曲げられた接地電極６の代わり
に、たとえば平行に案内された２つの接地電極が設けら
れていてもよい。

【００８２】すでに前述したように、可燃性の混合気の
噴流は有利には放電ギャップの上方で点火プラグ装置に
衝突する。これによって、噴射噴流は、放電ギャップへ
の混合気の満足のいく供給のために部分変向される。

【００８３】図１３に示したように、別の実施例によれ
ば、中心電極５は釘頭状に形成されていてよく、ルーフ
状の接地電極６と共に、十分に接近可能な放電ギャップ
を形成することができる。接地電極６は、たとえば第１
２実施例に類似して形成されている。この場合、釘頭状
の中心電極５は絶縁体４をカバーしている。

【００８４】上述した構成によって、混合気噴流が、前
述した実施例に類似して部分変向され、点火動作のため
に放電ギャップに案内される。図１４ａおよび図１４ｂ
には、本発明の第１４実施例による燃焼室装置の下面図
もしくは正面図が部分的に断面して示してある。中心電
極５は絶縁体４に比べて延長されて形成されていて、燃
焼室側で絶縁体４の端面を越えてピン状に突出してい
る。このことは、絶縁セラミックス４の短縮によって行
われてもよいし、中心電極５の延長によって行われても
よい。

【００８５】接地電極６は、たとえば互いに鋭角を成し
て配置された２つの電極から成っている。両電極は点火
プラグ１の軸線に対して平行にハウジング２に溶接され
ていて、燃焼室側で中心電極５に対して延長されてい
る。さらに、両電極は有利には変向領域９を有してい
る。この変向領域９は、両電極に衝突した混合気噴流が
放電ギャップの方向に変向させられるように下側の端部
に反射面として配置されている。この場合、可燃性の混
合気は、有利には、中心電極５の、流れとは反対の側で
点火される。この側には、より高い混合気濃度が存在し
ている。

【００８６】この場合、放電ギャップは、有利には、入
射する混合気噴流のやや下方に位置している。なぜなら
ば、直接噴射は火花の吹消し（消炎）の危険を有してい
るからである。したがって、部分変向もしくは変向によ
って、火炎核が、入射した混合気噴流によって「吹き消
される」ことなしに、安定した着火を達成することがで
きる。

【００８７】接地電極６の種々異なる構成が可能であ
り、接地電極６が、混合気噴流を放電ギャップに変向す
るための変向領域を有していることしか重要ではない。

【００８８】たとえば、図１５ａもしくは図１５ｂに示
したように、接地電極６は、前述した実施例に対して、
中心電極５の端面に対して平行に延びる付加的な変向領
域９を有している。すなわち、接地電極６はルーフ状に
延長されていて、釘頭状に形成された中心電極５を取り
囲むように案内されている。したがって、噴射噴流が同
じく部分変向され、放電ギャップに間接的に供給され
る。

【００８９】点火プラグ１の組付け深さ公差を拡張する
ための別の可能性は、噴射弁２０の変更もしくは噴射弁
２０と点火プラグ１との燃焼室装置の変更にある。

【００９０】図１６から分かるように、燃料噴射弁２０
は有利には半球状のヘッド２１を有している。このヘッ
ド２１には噴射孔が特殊な配置形式で設けられている。
噴射孔横断面は、点火プラグ１への過剰燃料量の到達
（Ｕｅｂｅｒｆｅｔｔｕｎｇ）を回避するために、可能
な限り小さく選択されていることが望ましい。噴射弁２
０と点火プラグ１とは、図１７に示したように、噴射弁
２０の軸線と点火プラグ１の軸線とが互いに鋭角を成し
ているように互いに配置されていると有利である。

【００９１】噴射弁２０の球状のヘッド２１は有利には
複数対の噴射孔２２，２２′；２３，２３′を有してい
る。これらの噴射孔２２，２２′；２３，２３′は、有
利には、それぞれ１対の噴射孔２２，２２′の、噴射さ
れた混合気噴流がそれぞれ点火プラグの側方に位置して
おり、棍棒状の噴射噴流（Ｅｉｎｓｐｒｉｔｚｓｔｒａ
ｈｌｋｅｕｌｅ）の重点が有利には点火プラグ１の中心
電極５と接地電極６との間の放電ギャップの上方に位置
しているように配置される。

【００９２】有利には、種々異なる組付け位置もしくは
組付け深さのために、点火プラグ１には種々異なる孔対
が対応配置されているので、種々異なる組付け位置で
は、適宜に対応配置された孔対が有利な混合気噴流供給
のために働く。

【００９３】両噴射孔２２，２２′；２３，２３′から
流出した混合気噴流の間の角度βはその都度有利には３
０゜〜６０゜にある。すなわち、点火プラグ１の側方に
位置する両噴流は有利にはこのような角度を有してい
る。

【００９４】それぞれ孔２２，２２′および孔２３，２
３′から流出した噴流によって三角形に拡張された両平
面の間の角度αは有利には２０゜〜３５゜にある。

【００９５】点火プラグ１の組付け深さに対する公差拡
張の有効性は、噴射孔２２，２２′の噴流が、点火プラ
グ１の組付け深さとは相対的に無関係に放電ギャップの
領域に形成された混合気クラウドの確実な点火および着
火を保証する平面をそれぞれ点火プラグ１の左右に拡げ
ていることにある。孔２３，２３′に割り当てられた噴
流対から成る第２の噴流平面によって、点火プラグ１の
組付け深さ公差を付加的に拡張することができる。

【００９６】最適化された点火・着火条件のためには、
点火プラグ１が、有利には、可能な限り十分に前方に引
き出された放電位置を有している。さらに、棍棒状の噴
射噴流の重点もしくは棍棒状の噴射噴流によって発生さ
せられた混合気クラウドの重点が放電ギャップの上方に
位置している、すなわち、プラグハウジング２の方向に
位置していることが望ましい。このような配置形式で
は、混合気噴流の少なくとも一部がその固有の速度に基
づき、相応の点火プラグ電極から放電ギャップに向かっ
て変向されて、点火されかつ着火される。このような形
式の変向は、適宜に形成された接地電極６だけでなく中
心電極５によっても行うことができる。電極の変向領域
９が真っ直ぐにかつ放電ギャップの領域に形成されてい
ると有利である。変向が接地電極６で行われる場合に
は、放電ギャップが点火プラグ１の長手方向軸線に対し
て噴射弁２０の方向に位置していることが望ましい。こ
のことは、たとえば曲げられた中心電極によって達成す
ることができる。

【００９７】したがって、本発明は、放電ギャップへの
混合気クラウドの部分変向が可能となり、可燃性の混合
気に点火プラグの組付け深さとは相対的に無関係に噴射
弁の不変の組付け位置で確実にかつ安全に着火すること
ができる燃焼室装置を提供している。放電ギャップの位
置とプラグハウジング２の下縁部との間の間隔が大きけ
れば大きいほど、点火プラグ１の組付け深さに関する組
付け公差もますます大きくなる。したがって、複数のシ
リンダを備えたエンジンでの、互いに隣り合って位置す
る各噴射噴流に対する放電ギャップの種々異なる組付け
誤差を補償することができる。これによって、個々のシ
リンダに設けられた点火プラグの種々異なる組付け深さ
と、個々のシリンダに設けられた噴射弁の組付け深さ
と、噴射弁の万が一の種々異なる噴流角度誤差とに関す
る放電位置の誤差不感度が得られる。

【００９８】誤差補償のためには、中心電極が露出して
いてよい、すなわち、絶縁体によって取り囲まれている
必要はない。しかし、この事例では、均質運転での自己
点火の危険がある。したがって、中心電極が絶縁体によ
って保護されると有利である。

【００９９】本発明を有利な実施例につき前述したにも
かかわらず、本発明は、図示の実施例に限定されておら
ず、種々異なる形式で変更可能である。

【０１００】すでに前述したように、特に電極の全ての
横断面プロフィルは円形、正方形、長方形、三角形また
はこれに類する形を各使用目的に応じてとることができ
る。

【０１０１】混合気接近が各電極もしくは相応の支持体
によって妨害される全ての箇所では、貫通孔、孔、スリ
ット、切欠きまたはこれに類するものを電極にもしくは
電極の支持体に形成することができる。

【０１０２】提案された電極形状は、吸気管噴射を伴う
エンジンで直接使用されてもよいし、ウォールガイド式
のかつ／またはエアガイド式の燃焼法による直接噴射を
伴うエンジンで直接使用されてもよい。

【０１０３】一般的に点火プラグと点火装置とは、グロ
ー電流制御装置を備えたシース型グロープラグに置き換
えることができる。このシース型グロープラグの電流要
求は燃料の噴射期間と冷却水温度とに関連して制御され
るかもしくは調整される。シース型グロープラグは、可
能な限りセラミックス材料から製造され、燃焼および熱
い燃焼ガスから保護するために、接近孔を備えた円筒状
の保護スリーブ内に差し込まれるかもしくはねじ込まれ
ることが望ましい。

【０１０４】パルス列点火（Ｐｕｌｓｚｕｇｚｕｅｎｄ
ｕｎｇ）によって、分路感度を十分に減少させることが
できる。パルス列点火は、点火コイルの負荷動作に基づ
く複数の連続火花から成っている。１つまたは２つの火
花が分路を有している場合でさえ、より高い確率でその
他の火花が、設けられた放電ギャップに飛び移る。この
放電ギャップには点火可能な燃料・空気混合物が存在し
ており、相応に可燃性の混合気が着火される。

【０１０５】ただ１つのまたは２つの接地電極しか備え
ていない点火プラグは、有利には、接地電極が中心電極
および噴射弁と共に一列に位置している、すなわち、噴
流拡張方向に位置してように組み付けられることが望ま
しい。ただ１つの接地電極しか設けられていない場合に
は、この接地電極は、中心電極が噴射弁と接地電極との
間に位置しているように、噴射弁と中心電極との間に位
置していてもよい。

【０１０６】分路感度を高めるためには、接地電極と中
心電極との間の間隔が有利には０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ
に寸法設定されている。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】本発明の第１実施例による点火プラグと噴射
弁とを備えた燃焼室装置の下面図である。

【図１ｂ】図１ａに示した第１実施例による点火プラグ
の正面図を部分的に断面して示す図である。

【図２】本発明の第２実施例による点火プラグの正面図
を部分的に断面して示す図である。

【図３】本発明の第３実施例による点火プラグの正面図
を部分的に断面して示す図である。

【図４ａ】本発明の第４実施例による点火プラグの中心
電極の側面図である。

【図４ｂ】図４ａに示した第４実施例による点火プラグ
の下面図である。

【図４ｃ】図４ａおよび図４ｂに示した第４実施例によ
る点火プラグの正面図を部分的に断面して示す図であ
る。

【図５ａ】本発明の第５実施例による点火プラグの下面
図である。

【図５ｂ】図５ａに示した第５実施例による点火プラグ
の正面図を部分的に断面して示す図である。

【図６】本発明の第６実施例による点火プラグの下面図
である。

【図７】本発明の第７実施例による点火プラグの正面図
を部分的に断面して示す図である。

【図８ａ】本発明の第８実施例による点火プラグの下面
図である。

【図８ｂ】図８ａに示した第８実施例による点火プラグ
の正面図を部分的に断面して示す図である。

【図９】本発明の第９実施例による点火プラグの正面図
を部分的に断面して示す図である。

【図１０】本発明の第１０実施例による点火プラグの正
面図を部分的に断面して示す図である。

【図１１】本発明の第１１実施例による点火プラグの正
面図を部分的に断面して示す図である。

【図１２】本発明の第１２実施例による点火プラグの正
面図を部分的に断面して示す図である。

【図１３】本発明の第１３実施例による点火プラグの正
面図を部分的に断面して示す図である。

【図１４ａ】本発明の第１４実施例による点火プラグの
下面図である。

【図１４ｂ】図１４ａに示した第１４実施例による点火
プラグの正面図を部分的に断面して示す図である。

【図１５ａ】本発明の第１５実施例による点火プラグの
下面図である。

【図１５ｂ】図１５ａに示した第１５実施例による点火
プラグの正面図を部分的に断面して示す図である。

【図１６】本発明の実施例による噴射弁の正面図であ
る。

【図１７】本発明の別の実施例による燃焼室装置を示す
図である。

【符号の説明】

１ 点火プラグ、 ２ ハウジング、 ３ ガスボリュ
ーム、 ４ 絶縁体、５ 中心電極、 ６ 接地電極、
６ａ 区分、 ６ｂ ルーフ区分、 ６ｃオーバハン
グ区分、 ７ 環支持体、 ８ 孔、 ９ 変向領域、
１０ 孔、 １１ 接続ピン、 １２ 抵抗、 １３
コンタクトピン、 ２０ 噴射弁、 ２１ ヘッド、
２２，２２′ 噴射孔、 ２３，２３′ 噴射孔、
２５噴射噴流、 ａ 放電ギャップ、 ｂ 放電ギャッ
プ、 ｃ 放電ギャップ、ｄ 間隔、 α 角度、 β
角度、 γ 角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー ヘルデン ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン カペル ヴェーク ７ (72)発明者 ゲルノート ヴュルフェル ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン／エン ツ ヴィルヘルムシュトラーセ 43 (72)発明者 クラウス−ペーター ガンゼルト ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン／エン ツ ロスヴァーガー シュトラーセ 52 (72)発明者 ジーモン シュミッティンガー ドイツ連邦共和国 レニンゲン ヴィルヘ ルムシュトラーセ 13 (72)発明者 エドゥアルト ヴァイス ドイツ連邦共和国 ビーティヒハイム−ビ シンゲン コルピングシュトラーセ 15 (72)発明者 フーベルト ニチェ ドイツ連邦共和国 タム カルヴァー シ ュトラーセ 47 Ｆターム(参考） 3G019 AA09 AB03 BB05 KA03 KA13 KA15 KA22 5G059 AA01 DD23 DD27 EE23

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火プラグ（１）であって、管状の金属
   製のハウジング（２）と、該ハウジング（２）内に埋め
   込まれた絶縁体（４）と、該絶縁体（４）内に配置され
   ていて、接続ピン（１１）、電流制限式の抵抗（１
   ２）、被覆されたコンタクトピン（１３）および中心電
   極（５）を有する棒状の内部導電装置と、ハウジング
   （２）に取り付けられた少なくとも１つの接地電極
   （６）とが設けられている形式のものにおいて、 中心電極（５）および／または接地電極（６）が、予め
   規定された放電ギャップに可燃性の混合気を供給するた
   めの供給領域（８，９，１０）を有していることを特徴
   とする、点火プラグ。
2. 【請求項２】 前記供給領域が、放電ギャップへの混合
   気の、高められた接近可能性のために、接地電極（６）
   に設けられた少なくとも１つの孔（８）、貫通孔、貫通
   スリット、切り欠かれた貫通領域またはこれに類するも
   のとして放電ギャップの高さに形成されている、請求項
   １記載の点火プラグ。
3. 【請求項３】 接地電極（６）が、ルーフ状の電極とし
   て形成されている、請求項１または２記載の点火プラ
   グ。
4. 【請求項４】 接地電極（６）が、フォーク状の電極と
   して形成されており、該電極が、特にピン状の中心電極
   （５）を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項１
   または２記載の点火プラグ。
5. 【請求項５】 接地電極（６）が、少なくとも１つの段
   部を有する、中心電極（５）および／または絶縁体
   （４）をカバーするための電極として形成されている、
   請求項１または２記載の点火プラグ。
6. 【請求項６】 接地電極（６）が、少なくとも１つのＵ
   字形部材として中心電極（５）の燃焼室側の面の上方に
   形成されている、請求項１または２記載の点火プラグ。
7. 【請求項７】 接地電極（６）が、互いに間隔を置いて
   平行に配置された少なくとも２つの電極から形成されて
   いる、請求項１から６までのいずれか１項記載の点火プ
   ラグ。
8. 【請求項８】 接地電極（６）が、ほぼ環状に形成され
   ていて、特にピン状の中心電極（５）または絶縁体
   （４）を取り囲んでおり、しかも、支持装置（７）を介
   してハウジング（２）に固定されている、請求項１また
   は２記載の点火プラグ。
9. 【請求項９】 支持装置（７）が、少なくとも１つの孔
   （８）、貫通孔、貫通スリット、切り欠かれた貫通領域
   またはこれに類するものを放電ギャップの高さに有して
   いる、請求項８記載の点火プラグ。
10. 【請求項１０】 接地電極（６）が、混合気の主流れ方
    向に対して噴射弁（２０）と中心電極（５）との間に配
    置されているように、当該点火プラグ（１）が方向付け
    られて組付け可能である、請求項１から９までのいずれ
    か１項記載の点火プラグ。
11. 【請求項１１】 中心電極（５）が、混合気の主流れ方
    向に対して噴射弁（２０）と接地電極（６）との間に配
    置されているように、当該点火プラグ（１）が方向付け
    られて組付け可能である、請求項１から９までのいずれ
    か１項記載の点火プラグ。
12. 【請求項１２】 中心電極（５）が、外方に曲げられて
    形成されている、請求項１または２記載の点火プラグ。
13. 【請求項１３】 中心電極（５）が、放電ギャップへの
    混合気の、高められた接近可能性のために、少なくとも
    １つの孔（１０）、貫通孔、貫通スリット、切り欠かれ
    た貫通領域またはこれに類するものを放電ギャップの高
    さに有している、請求項１から１２までのいずれか１項
    記載の点火プラグ。
14. 【請求項１４】 中心電極（５）のかつ／または接地電
    極（６）の横断面が、円形、正方形、長方形、三角形ま
    たはこれに類する形で形成されている、請求項１から１
    ３までのいずれか１項記載の点火プラグ。
15. 【請求項１５】 接地電極と中心電極との間の間隔が、
    約０．３ｍｍ〜０．６ｍｍに寸法設定されている、請求
    項１から１４までのいずれか１項記載の点火プラグ。
16. 【請求項１６】 前記供給領域が、放電ギャップへの混
    合気の、高められた接近可能性のために、接地電極
    （６）に設けられた変向領域（９）として放電ギャップ
    の高さに形成されている、請求項１から１５までのいず
    れか１項記載の点火プラグ。
17. 【請求項１７】 燃焼室装置であって、請求項１から１
    ５までのいずれか１項により形成された点火プラグと、
    可燃性の少なくとも２つの混合気噴流（２５）を燃焼室
    内に噴射するための少なくとも１対の噴射孔（２２，２
    ２′）を有する噴射弁とが設けられている形式のものに
    おいて、 混合気噴流（２５）が、半径方向で点火プラグ（１）の
    側方に位置していて、棍棒状の混合気噴流の重点が、点
    火プラグ（１）の中心電極（５）と接地電極（６）との
    間の放電ギャップの上方に位置しているように、両噴射
    孔（２２，２２′）が配置されていることを特徴とす
    る、燃焼室装置。
18. 【請求項１８】 両噴射孔（２２，２２′）の、噴射さ
    れた両混合気噴流（２５）の間の角度βが、有利には３
    ０゜〜６０゜に設定されている、請求項１７記載の燃焼
    室装置。
19. 【請求項１９】 点火プラグ（１）の軸線と噴射弁（２
    ０）との軸線が、互いに鋭角γを成している、請求項１
    ７または１８記載の燃焼室装置。
20. 【請求項２０】 噴射弁（２０）が、半球状のヘッド
    （２１）を有しており、該ヘッド（２１）に複数対の噴
    射孔（２２，２２′；２３，２３′）が設けられてお
    り、相応の噴射孔（２２，２２′；２３，２３′）に割
    り当てられた２つの噴流対の噴流平面の間の角度αが、
    有利には２５゜〜３０゜に設定されている、請求項１７
    から１９までのいずれか１項記載の燃焼室装置。