JP2003500608A - 点火電極配置及び内燃機関のための点火電極を配置するための方法 - Google Patents
点火電極配置及び内燃機関のための点火電極を配置するための方法Info
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- F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
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Abstract
(57)【要約】
内燃機関、特にオットーサイクルエンジンのシリンダー（４）内の圧縮室（２０）内で燃料−空気混合物を点火する電極配置及び方法であって、そこではシリンダー壁（１２）により境界付けられるのに加えて前記圧縮室は前記シリンダー内で可動なピストン（６）により及びシリンダーヘッド壁（３４）により境界付けられ、前記シリンダーヘッドは点火プラグ（２２）を持ち、この点火プラグはそれに取り付けられた電極（２６）を持つ。この配置は二つの別個のアース電極（３０，３２）を含み、そのうち第一（３０）はピストンの頂部に固定的に取り付けられ、その第二（３２）は圧縮室（２０）を境界付けるシリンダーヘッド壁（３４）内に固定される。
Description
【０００１】
本発明は内燃機関、特にオットーサイクルエンジンのシリンダーの圧縮室内の
燃料−空気混合物を点火するための電極配置であって、シリンダー壁により境界
付けられるのに加えて、圧縮室がまた前記シリンダー内で可動なピストン及びシ
リンダーヘッドの壁により境界付けられ、少なくとも一つの電極を含みかつ点火
プラグとして機能する流体噴射装置の一部を含むことのできる点火プラグがシリ
ンダーヘッド内に取り付けられているものに関する。かかる装置はガス噴射例え
ば空気噴射、及び／または燃料噴射のためを意図してもよい。
燃料−空気混合物を点火するための電極配置であって、シリンダー壁により境界
付けられるのに加えて、圧縮室がまた前記シリンダー内で可動なピストン及びシ
リンダーヘッドの壁により境界付けられ、少なくとも一つの電極を含みかつ点火
プラグとして機能する流体噴射装置の一部を含むことのできる点火プラグがシリ
ンダーヘッド内に取り付けられているものに関する。かかる装置はガス噴射例え
ば空気噴射、及び／または燃料噴射のためを意図してもよい。
【０００２】
この発明はまた請求項９の前文に規定された種類の方法に関する。
【０００３】
背景技術の説明
ＳＥ−Ｂ−８５００３２４−２（公開番号４４９１２５）は主としてオットー
サイクルエンジンの燃焼室内の燃料−空気混合物のスパーク点火を制御する方法
に関する。この公報はまた各燃焼室内に固定的に取り付けられたスパーク点火の
ための点火プラグ電極と、前記点火電極と共同作用し関連シリンダー内のピスト
ンに固定的に連結されておりそれにより前記固定的に取り付けられた点火プラグ
電極に関して可動なアース電極とを持つオットーサイクルエンジンを教示する。
サイクルエンジンの燃焼室内の燃料−空気混合物のスパーク点火を制御する方法
に関する。この公報はまた各燃焼室内に固定的に取り付けられたスパーク点火の
ための点火プラグ電極と、前記点火電極と共同作用し関連シリンダー内のピスト
ンに固定的に連結されておりそれにより前記固定的に取り付けられた点火プラグ
電極に関して可動なアース電極とを持つオットーサイクルエンジンを教示する。
【０００４】
この既知のエンジン構成はエンジンのシリンダーヘッドに固定されている単極
点火プラグに関係し、その単極は中心電極から構成されている。この形式の点火
プラグは従って側方電極がない。
点火プラグに関係し、その単極は中心電極から構成されている。この形式の点火
プラグは従って側方電極がない。
【０００５】
前述の特許公開による発明はエンジンが低負荷または高負荷で働くかどうかに
関係なく、良く制御された燃焼が広い種々の操作条件で得られるように点火を調
節可能とすることを目ざす。
関係なく、良く制御された燃焼が広い種々の操作条件で得られるように点火を調
節可能とすることを目ざす。
【０００６】
ＧＢ Ａ ２３２２６７２は内燃機関の燃焼室中に直接燃料を噴射する方法を
教示し、そこでは燃料−空気混合物は一方ではシリンダーヘッド内に取り付けら
れた単極点火プラグの中心電極と、他方ではピストンの頂部に固定的に取り付け
られたアース電極との間の点火間隙を横切って飛び移る点火スパークにより点火
される。点火間隙の大きさはピストンがシリンダー内で動くとき変わるので、最
適の可能な点火場所、結果として対応するスパーク長を選択することが可能であ
り、これが特に部分負荷範囲での不完全燃焼、例えば点火失敗の量を減らすこと
を可能とする。これは点火及び燃焼状態を改善することを可能とする。
教示し、そこでは燃料−空気混合物は一方ではシリンダーヘッド内に取り付けら
れた単極点火プラグの中心電極と、他方ではピストンの頂部に固定的に取り付け
られたアース電極との間の点火間隙を横切って飛び移る点火スパークにより点火
される。点火間隙の大きさはピストンがシリンダー内で動くとき変わるので、最
適の可能な点火場所、結果として対応するスパーク長を選択することが可能であ
り、これが特に部分負荷範囲での不完全燃焼、例えば点火失敗の量を減らすこと
を可能とする。これは点火及び燃焼状態を改善することを可能とする。
【０００７】
発明の目的
前述から明らかであるように、内燃機関の各シリンダー内の固定及び可動電極
を含む点火電極配置は従って公知技術である。固定電極は都合よくは構成的に簡
単な単極点火プラグ（＝単電極点火プラグ）の中心電極からなることができ、こ
の点火プラグは中心電極とプラグの付属部品中にしっかりとねじ込められる側方
電極の両者を持つ、通常の二極点火プラグより低費用で製造されることができる
。
を含む点火電極配置は従って公知技術である。固定電極は都合よくは構成的に簡
単な単極点火プラグ（＝単電極点火プラグ）の中心電極からなることができ、こ
の点火プラグは中心電極とプラグの付属部品中にしっかりとねじ込められる側方
電極の両者を持つ、通常の二極点火プラグより低費用で製造されることができる
。
【０００８】
しかし、スパーク間隙の大きさが変わる電極配置の持つ一欠点は積極点火（有
効点火スパーク）を特に大きなスパーク間隙の場合に達成することが常に可能で
はないことである。種々の理由のため、実際にあるレベル、例えば３０−４０ｋ
Ｖ以上の点火電圧により作動することは可能ではない。
効点火スパーク）を特に大きなスパーク間隙の場合に達成することが常に可能で
はないことである。種々の理由のため、実際にあるレベル、例えば３０−４０ｋ
Ｖ以上の点火電圧により作動することは可能ではない。
【０００９】
例えば、点火進角に関して（そこでは点火が上死点位置に先立つクランクシャ
フト回転の与えられた数の角度で起こるであろう）、スパーク間隙（ピストン取
り付け電極とシリンダーヘッドに取り付けられた点火プラグ電極間の距離）が利
用できる点火電圧に関して過剰に大きいので積極点火を達成することは問題があ
るかもしれない。スパークが“間違った経路”を選び点火プラグ電極とシリンダ
ーヘッドの最接近取り巻き外表面、すなわちピストン電極の代わりに点火プラグ
に隣接した表面領域との間に飛び移る危険がある。これは積極点火を与えるに不
十分なスパークをもたらし、また点火プラグ電極を取り囲む絶縁体（セラミック
）に損傷をもたらす。
フト回転の与えられた数の角度で起こるであろう）、スパーク間隙（ピストン取
り付け電極とシリンダーヘッドに取り付けられた点火プラグ電極間の距離）が利
用できる点火電圧に関して過剰に大きいので積極点火を達成することは問題があ
るかもしれない。スパークが“間違った経路”を選び点火プラグ電極とシリンダ
ーヘッドの最接近取り巻き外表面、すなわちピストン電極の代わりに点火プラグ
に隣接した表面領域との間に飛び移る危険がある。これは積極点火を与えるに不
十分なスパークをもたらし、また点火プラグ電極を取り囲む絶縁体（セラミック
）に損傷をもたらす。
【００１０】
特に、本発明はシリンダー内のピストンの位置と共に変わるスパーク間隙を含
む電極配置と組み合わされた前述の問題を排除することを目ざす。この発明の一
般目的は： − 改善された燃焼状態が達成できる； − 良好な点火特性が得られる； − 容認できる点火燃焼状態が達成でき、またガス化された燃料が点火のため
に圧縮室中に取り入れられたガス体の小部分を構成するガス混合物の使用による
関連エンジン作動時の範囲に関して限界が広げられる； − 改善された燃料節約が達成される； − 点火プラグの使用寿命／耐久性が増す； − 燃焼工程で発生した有害排出生成物の量が減る；及び − ピストンの位置によるスパーク間隙が大き過ぎるときでさえピストン取り
付け電極へのスパークによる積極点火を可能として燃料−空気混合物が点火でき
る； という特性を持つ点火電極配置を提供することである。
む電極配置と組み合わされた前述の問題を排除することを目ざす。この発明の一
般目的は： − 改善された燃焼状態が達成できる； − 良好な点火特性が得られる； − 容認できる点火燃焼状態が達成でき、またガス化された燃料が点火のため
に圧縮室中に取り入れられたガス体の小部分を構成するガス混合物の使用による
関連エンジン作動時の範囲に関して限界が広げられる； − 改善された燃料節約が達成される； − 点火プラグの使用寿命／耐久性が増す； − 燃焼工程で発生した有害排出生成物の量が減る；及び − ピストンの位置によるスパーク間隙が大き過ぎるときでさえピストン取り
付け電極へのスパークによる積極点火を可能として燃料−空気混合物が点火でき
る； という特性を持つ点火電極配置を提供することである。
【００１１】
発明の概要
これらの目的は本発明により請求項１の特徴節に記載された特徴を含む導入部
に規定された種類の電極配置により、かつ請求項９の特徴節に記載された段階を
含む方法により達成される。
に規定された種類の電極配置により、かつ請求項９の特徴節に記載された段階を
含む方法により達成される。
【００１２】
発明電極配置の主たる特徴は従ってそれが少なくとも二つの別個のアース電極
を含み、そのうち第一電極がピストンの頂部に取り付けられ、一方第二アース電
極が圧縮室に隣接したシリンダーヘッド壁に取り付けられるかまたは点火プラグ
に取り付けられまたは点火プラグと前記壁との間の別個の中間部品を形成するこ
とである。
を含み、そのうち第一電極がピストンの頂部に取り付けられ、一方第二アース電
極が圧縮室に隣接したシリンダーヘッド壁に取り付けられるかまたは点火プラグ
に取り付けられまたは点火プラグと前記壁との間の別個の中間部品を形成するこ
とである。
【００１３】
従って、この発明の基本的原理によれば、このスパーク点火システムは固定点
火プラグ電極とピストンの頂部の可動アース電極及びまたシリンダーヘッド内に
固定的に取り付けられた更なるアース電極との組み合わせを含む電極形状を利用
する。第二アース電極に関するスパーク間隙、すなわち前記電極と単極点火プラ
グの中心電極との間の距離は４．５ｍｍであることができ、すなわちスパーク間
隙の寸法が通常１．０−１．５ｍｍを越えない通常の二極点火プラグの場合のス
パーク間隙よりかなり大きい。
火プラグ電極とピストンの頂部の可動アース電極及びまたシリンダーヘッド内に
固定的に取り付けられた更なるアース電極との組み合わせを含む電極形状を利用
する。第二アース電極に関するスパーク間隙、すなわち前記電極と単極点火プラ
グの中心電極との間の距離は４．５ｍｍであることができ、すなわちスパーク間
隙の寸法が通常１．０−１．５ｍｍを越えない通常の二極点火プラグの場合のス
パーク間隙よりかなり大きい。
【００１４】
追加的な固定的に取り付けられた第二アース電極の存在はエンジン点火設定を
特に低負荷時に変えるかなり大きな可能性を提供する。なぜなら点火プラグ電極
とピストンの頂部に取り付けられたアース電極との間の過剰に大きい距離のため
に点火プラグ電極周りの絶縁体のスパークトラッキングの危険なしに点火を高め
る（＝進角点火）ことができるからである。
特に低負荷時に変えるかなり大きな可能性を提供する。なぜなら点火プラグ電極
とピストンの頂部に取り付けられたアース電極との間の過剰に大きい距離のため
に点火プラグ電極周りの絶縁体のスパークトラッキングの危険なしに点火を高め
る（＝進角点火）ことができるからである。
【００１５】
もし、例えば点火プラグ電極と別個の固定的に取り付けられた第二アース電極
の形を持つ側方電極との間のスパーク間隙が適当には例えば４．５ｍｍに達する
ことができることが仮定されるなら、上死点前のクランクシャフト回転の２０−
３０度の範囲の進角点火設定では点火スパークは典型的には新しい側方電極（ピ
ストンの頂部のアース電極に代えて）に飛び移るであろうことを予想することが
できよう。
の形を持つ側方電極との間のスパーク間隙が適当には例えば４．５ｍｍに達する
ことができることが仮定されるなら、上死点前のクランクシャフト回転の２０−
３０度の範囲の進角点火設定では点火スパークは典型的には新しい側方電極（ピ
ストンの頂部のアース電極に代えて）に飛び移るであろうことを予想することが
できよう。
【００１６】
点火スパークが点火プラグ電極と別個の第二アース電極との間に飛び移るとき
、強力な“容量の大きいスパーク”が得られ、これが低負荷作動状態でさえ良好
な点火特性を与える。
、強力な“容量の大きいスパーク”が得られ、これが低負荷作動状態でさえ良好
な点火特性を与える。
【００１７】
点火問題がしばしば存在する低負荷では比較的大きな電極距離が望ましい。か
かる距離は点火プラグ電極から比較的大きな距離にあるシリンダーヘッドに取り
付けられている第二アース電極により達成される。しかし、この電極位置は重負
荷で極めて高い点火電圧要求をもたらし、従って電極配置はまたピストンの頂部
に取り付けられた第一アース電極を含むであろう。前記第一電極は高負荷、すな
わち遅延点火進角の場合の点火時の点火プラグ電極に比較的密接して設けられて
いる。点火電圧要求はこの方法により妥当なレベルに減少される。
かる距離は点火プラグ電極から比較的大きな距離にあるシリンダーヘッドに取り
付けられている第二アース電極により達成される。しかし、この電極位置は重負
荷で極めて高い点火電圧要求をもたらし、従って電極配置はまたピストンの頂部
に取り付けられた第一アース電極を含むであろう。前記第一電極は高負荷、すな
わち遅延点火進角の場合の点火時の点火プラグ電極に比較的密接して設けられて
いる。点火電圧要求はこの方法により妥当なレベルに減少される。
【００１８】
この発明電極配置の異なる実際的実施例は請求項２−８に記載された特徴を含
むことができる。
むことができる。
【００１９】
第二アース電極はシリンダーヘッド内に取り付けられ点火プラグから距離を置
いた別個の電極であるか、または点火プラグと組み合わされた電極であるかのい
ずれかであることができる。前者の場合（＝別個の電極）、電極はシリンダーヘ
ッドに永久的に固定されるか、または取り外し可能／交換可能要素の形を持つか
のいずれかであることができる。後者の場合（＝組み合わせ電極）、電極は点火
プラグの固定／一体化部であるか、または点火プラグに／その上にまたはその周
りに取り付けられた別個の付属部品に固定的に取り付けられることができるかの
いずれかであることができる。このアース電極はそのとき例えば点火プラグの前
方部に固定された別個の套管または環上の及びその周りの電極を含むことができ
る。第二アース電極が点火プラグの固定／一体化部を構成するとき、このプラグ
は従って二極点火プラグを形成するであろう。
いた別個の電極であるか、または点火プラグと組み合わされた電極であるかのい
ずれかであることができる。前者の場合（＝別個の電極）、電極はシリンダーヘ
ッドに永久的に固定されるか、または取り外し可能／交換可能要素の形を持つか
のいずれかであることができる。後者の場合（＝組み合わせ電極）、電極は点火
プラグの固定／一体化部であるか、または点火プラグに／その上にまたはその周
りに取り付けられた別個の付属部品に固定的に取り付けられることができるかの
いずれかであることができる。このアース電極はそのとき例えば点火プラグの前
方部に固定された別個の套管または環上の及びその周りの電極を含むことができ
る。第二アース電極が点火プラグの固定／一体化部を構成するとき、このプラグ
は従って二極点火プラグを形成するであろう。
【００２０】
空間的理由（技術的性質の包装理由）のため、点火プラグに対してプラグ電極
が、圧縮室の対称軸上に位置されるようにシリンダーヘッド内に位置される単極
プラグ（＝単電極点火プラグ）であることが実際におそらく好ましいことが多い
であろう。この実施例はいわゆる４バルブ技術を用いるときおそらく特に便利で
あろう。ピストン取り付けアース電極をピストンの頂部の中心に置くことが好ま
しいことが多いであろう。ピストン取り付けアース電極が点火プラグ電極に“重
なる”ことを許容されるときのそれらの例において、ピストン取り付けアース電
極はピストン頂部の中心の一方側のある位置のピストンの頂部に置かれる。この
実施例の場合、ピストン取り付けアース電極は好ましくはピストンがその上死点
にあるときその電極の端部が点火プラグの単電極と重なるであろうようにピスト
ンの軸方向に延びるであろう。
が、圧縮室の対称軸上に位置されるようにシリンダーヘッド内に位置される単極
プラグ（＝単電極点火プラグ）であることが実際におそらく好ましいことが多い
であろう。この実施例はいわゆる４バルブ技術を用いるときおそらく特に便利で
あろう。ピストン取り付けアース電極をピストンの頂部の中心に置くことが好ま
しいことが多いであろう。ピストン取り付けアース電極が点火プラグ電極に“重
なる”ことを許容されるときのそれらの例において、ピストン取り付けアース電
極はピストン頂部の中心の一方側のある位置のピストンの頂部に置かれる。この
実施例の場合、ピストン取り付けアース電極は好ましくはピストンがその上死点
にあるときその電極の端部が点火プラグの単電極と重なるであろうようにピスト
ンの軸方向に延びるであろう。
【００２１】
点火プラグがシリンダー内の中心に置かれるか否かに関係なく、シリンダーヘ
ッド内に取り付けられた別個の側方電極を点火プラグの一方側に位置させること
がなお必要である。良く規定された容量に富んだスパークを得るために、圧縮室
の対称軸を向いた角度付きのまたは曲がった外方部を持つ別個の側方電極を設け
ることが適当かもしれない。
ッド内に取り付けられた別個の側方電極を点火プラグの一方側に位置させること
がなお必要である。良く規定された容量に富んだスパークを得るために、圧縮室
の対称軸を向いた角度付きのまたは曲がった外方部を持つ別個の側方電極を設け
ることが適当かもしれない。
【００２２】
ピストンに固定的に連結された第一アース電極は適当には、ピストン頂部の一
体化部として形成され、例えばピストンの頂部の凹所の底面から突出する先細り
乳首状の形を持つことができる。
体化部として形成され、例えばピストンの頂部の凹所の底面から突出する先細り
乳首状の形を持つことができる。
【００２３】
シリンダーヘッド内に固定的に取り付けられた第二アース電極は前述の実施例
においては点火プラグから完全に分離された別個の側方電極から構成されるけれ
ども、その代わりにある形式の二極点火プラグを用いることも考えられ、そこで
は第二アース電極は点火プラグ付属部品に連結されまたは点火プラグの前方部に
取り付けられ、それにより点火プラグに連結された側方電極を形成する。
においては点火プラグから完全に分離された別個の側方電極から構成されるけれ
ども、その代わりにある形式の二極点火プラグを用いることも考えられ、そこで
は第二アース電極は点火プラグ付属部品に連結されまたは点火プラグの前方部に
取り付けられ、それにより点火プラグに連結された側方電極を形成する。
【００２４】
図面の簡略説明
この発明が今や多数のその実施例に関して及びまた添付図面に関して更に例示
され説明されるであろう。 図面において、 図１は発明電極配置の一実施例を含むエンジンシリンダーの軸方向縦断面図で
あり； 図２ａ−２ｅは簡略化のために側方電極が示されていない種々の形状の点火プ
ラグ電極及びピストン電極の相対位置を示す図１より大きい尺度であるが同様な
断面図であり； 図３は単極点火プラグを取り付けられたシリンダーヘッドの一部及び別個の側
方電極を示す図１の図と同様な断面図であり；そして 図４は発明電極配置の代替実施例によるシリンダーヘッドとそこに配置された
ピストンを持つ組み合わされたシリンダーの一部の軸方向縦断面図である。
され説明されるであろう。 図面において、 図１は発明電極配置の一実施例を含むエンジンシリンダーの軸方向縦断面図で
あり； 図２ａ−２ｅは簡略化のために側方電極が示されていない種々の形状の点火プ
ラグ電極及びピストン電極の相対位置を示す図１より大きい尺度であるが同様な
断面図であり； 図３は単極点火プラグを取り付けられたシリンダーヘッドの一部及び別個の側
方電極を示す図１の図と同様な断面図であり；そして 図４は発明電極配置の代替実施例によるシリンダーヘッドとそこに配置された
ピストンを持つ組み合わされたシリンダーの一部の軸方向縦断面図である。
【００２５】
実施例の説明
図１は内燃機関、特にオットーサイクルエンジンのシリンダーヘッド２と組み
合わされたシリンダー４の一部を示す。ピストン６がシリンダー４内で可動であ
る。ピストンの上部の外側に設けられているのはピストンをシリンダー壁１２の
内面１０に対してシールすることを意図したピストンリング（図１には示さず）
のための多数のピストンリング溝８である。ピストンは図示されていないガジオ
ンピンと共同作用するためのガジオンピンハブ１４を備えている。ピストンはそ
の上死点位置で図１に示されている。
合わされたシリンダー４の一部を示す。ピストン６がシリンダー４内で可動であ
る。ピストンの上部の外側に設けられているのはピストンをシリンダー壁１２の
内面１０に対してシールすることを意図したピストンリング（図１には示さず）
のための多数のピストンリング溝８である。ピストンは図示されていないガジオ
ンピンと共同作用するためのガジオンピンハブ１４を備えている。ピストンはそ
の上死点位置で図１に示されている。
【００２６】
シリンダー内に存在する燃料−空気混合物のための圧縮室２０はピストン上壁
１６の上側とシリンダーヘッド２の下側の壁面１８との間で規定される。当然に
、圧縮室２０はまたピストン６が図１に示された上死点位置に達する前にピスト
ン上壁１６の上に位置するシリンダー壁１２の内面１０のその部分により規定さ
れるであろう。
１６の上側とシリンダーヘッド２の下側の壁面１８との間で規定される。当然に
、圧縮室２０はまたピストン６が図１に示された上死点位置に達する前にピスト
ン上壁１６の上に位置するシリンダー壁１２の内面１０のその部分により規定さ
れるであろう。
【００２７】
単極点火プラグ２２がシリンダーヘッド２内の貫通プラグ開口２４内に従来方
式でシール的に取り付けられる。例示の場合には、点火プラグ２２は点火プラグ
の単一電極（中心電極）２６が圧縮室２０の対称軸Ａ上に位置させられるであろ
うようにシリンダーヘッド内に置かれる。
式でシール的に取り付けられる。例示の場合には、点火プラグ２２は点火プラグ
の単一電極（中心電極）２６が圧縮室２０の対称軸Ａ上に位置させられるであろ
うようにシリンダーヘッド内に置かれる。
【００２８】
圧縮室２０に近い方のピストン上壁１６の側はピストン上部の中心に固定的に
取り付けられた第一アース電極３０周りに燃焼室を形成するリング形状凹所また
は空所２８を含む（図１及び２ａ参照）。
取り付けられた第一アース電極３０周りに燃焼室を形成するリング形状凹所また
は空所２８を含む（図１及び２ａ参照）。
【００２９】
単極点火プラグ２２の中心電極２６とピストンにより運ばれそれにより可動な
アース電極３０との間のスパークがなお過剰に大きく（例えばある点火進角の場
合のように）、従ってスパークがその代わりにシリンダーヘッド２の壁面１８の
最接近領域に飛び移る危険があるときにも積極点火（有効スパーク）が達成され
ることを確実とするために、シリンダーヘッド２の壁部３４に固定されている追
加の第二アース電極３２が圧縮室２０内に設けられている。この場合、圧縮室２
０の対称軸の内向きに延びる曲がったまたは角度付きアース電極３２が点火プラ
グ電極２６からある半径方向距離で前記壁部３４に固定され、対称軸Ａを含むシ
リンダー４の直径面内に位置している。
アース電極３０との間のスパークがなお過剰に大きく（例えばある点火進角の場
合のように）、従ってスパークがその代わりにシリンダーヘッド２の壁面１８の
最接近領域に飛び移る危険があるときにも積極点火（有効スパーク）が達成され
ることを確実とするために、シリンダーヘッド２の壁部３４に固定されている追
加の第二アース電極３２が圧縮室２０内に設けられている。この場合、圧縮室２
０の対称軸の内向きに延びる曲がったまたは角度付きアース電極３２が点火プラ
グ電極２６からある半径方向距離で前記壁部３４に固定され、対称軸Ａを含むシ
リンダー４の直径面内に位置している。
【００３０】
ピストンの頂部は特に微細にされた燃料がシリンダーの圧縮室に直接噴射され
る内燃機関の場合に、図１に示されたピストン頂部よりかなり複雑な設計のもの
である。これは図１及び２ａに示された中心位置とは別のピストン頂部のピスト
ンで運ばれたアース電極３０の位置を選択することを必要とするかもしれない。
図２ｂ−２ｅ及び４はかかる位置の例を示し、そこではピストン頂部のアース電
極３０はピストン頂部の中心の一方側に、すなわち点火プラグ電極２６から半径
方向距離ｅに位置している。
る内燃機関の場合に、図１に示されたピストン頂部よりかなり複雑な設計のもの
である。これは図１及び２ａに示された中心位置とは別のピストン頂部のピスト
ンで運ばれたアース電極３０の位置を選択することを必要とするかもしれない。
図２ｂ−２ｅ及び４はかかる位置の例を示し、そこではピストン頂部のアース電
極３０はピストン頂部の中心の一方側に、すなわち点火プラグ電極２６から半径
方向距離ｅに位置している。
【００３１】
図２ｅ，２ｄ及び２ｃはピストン６が例示の上死点位置（寸法ｔ３，ｔ２，ｔ １
参照）に位置するときアース電極３０がその電極が大きなまたは小さな範囲で
点火プラグの中心電極２６に重複するように配置されかつ寸法を持つピストン頂
部を示す。
点火プラグの中心電極２６に重複するように配置されかつ寸法を持つピストン頂
部を示す。
【００３２】
さて図３を参照するに、これは図１に示された実施例とわずかに異なるシリン
ダーヘッド２に取り付けられたアース電極３２の実施例を示す。この場合、アー
ス電極３２は対称軸Ａの内向きに角度を付けられており、シリンダーヘッドの平
坦な下側３６の下にわずかに延び下がっている。組み合わされたシリンダー内で
可動なエンジンピストンの頂部はそのときアース電極の下向きに延びる端部３８
のための空間を提供するであろう燃焼室空所を持たねばならない。点火プラグ２
２の中心電極２６は絶縁体内に封入され、圧縮室２０内に位置するその前方部は
参照番号４０を付されている。
ダーヘッド２に取り付けられたアース電極３２の実施例を示す。この場合、アー
ス電極３２は対称軸Ａの内向きに角度を付けられており、シリンダーヘッドの平
坦な下側３６の下にわずかに延び下がっている。組み合わされたシリンダー内で
可動なエンジンピストンの頂部はそのときアース電極の下向きに延びる端部３８
のための空間を提供するであろう燃焼室空所を持たねばならない。点火プラグ２
２の中心電極２６は絶縁体内に封入され、圧縮室２０内に位置するその前方部は
参照番号４０を付されている。
【００３３】
図４は発明電極配置の更なる実施例を示す。この実施例の場合、エンジンピス
トン６は非中心的に配置されたアース電極３０を持つ燃焼室空所４２を含む。他
のアース電極４４がこの場合点火プラグ２２と同じシリンダーヘッド２内のトラ
ンジット開口内に取り付けられている。電極４４は点火プラグの一体部を形成す
るか、またはプラグの前方部分に取り付けられた補助要素の一部を形成するかの
いずれかであることができる。
トン６は非中心的に配置されたアース電極３０を持つ燃焼室空所４２を含む。他
のアース電極４４がこの場合点火プラグ２２と同じシリンダーヘッド２内のトラ
ンジット開口内に取り付けられている。電極４４は点火プラグの一体部を形成す
るか、またはプラグの前方部分に取り付けられた補助要素の一部を形成するかの
いずれかであることができる。
【００３４】
別個の補助要素が用いられるとき、この要素は套管状部品の形を持つことがで
き、圧縮室に対面するこの套管の縁から単極点火プラグと平行に突出する電極４
４を持つことができる。套管状部品はそのとき点火プラグの前方部分を取り囲む
であろうし、適当には套管の回転を防ぎかつトランジット開口内の与えられた位
置に保持され、それにより套管部品のアース電極に燃焼室内に特別に設定される
側方電極としての機能を与えることを確実とする側方突起を備えることができる
。これは“アース電極衝突”の危険なしに用いられる非中心的に置かれたアース
電極（ピストン電極）を持つピストンを可能とする。点火プラグの“一体化部品
”である側方電極ではこの可能性を提供しない。なぜなら側方電極は燃焼室内の
どのような回転位置でも位置することができるからである。
き、圧縮室に対面するこの套管の縁から単極点火プラグと平行に突出する電極４
４を持つことができる。套管状部品はそのとき点火プラグの前方部分を取り囲む
であろうし、適当には套管の回転を防ぎかつトランジット開口内の与えられた位
置に保持され、それにより套管部品のアース電極に燃焼室内に特別に設定される
側方電極としての機能を与えることを確実とする側方突起を備えることができる
。これは“アース電極衝突”の危険なしに用いられる非中心的に置かれたアース
電極（ピストン電極）を持つピストンを可能とする。点火プラグの“一体化部品
”である側方電極ではこの可能性を提供しない。なぜなら側方電極は燃焼室内の
どのような回転位置でも位置することができるからである。
【図１】
発明電極配置の一実施例を含むエンジンシリンダーの軸方向縦断面図である。
【図２】
簡略化のために側方電極が示されていない種々の形状の点火プラグ電極及びピ
ストン電極の相対位置を示す図１より大きい尺度であるが同様な断面図である。
ストン電極の相対位置を示す図１より大きい尺度であるが同様な断面図である。
【図３】
取り付けられた単極点火プラグを持つシリンダーヘッドの一部及び別個の側方
電極を示す図１の図と同様な断面図である。
電極を示す図１の図と同様な断面図である。
【図４】
発明電極配置の代替実施例によるシリンダーヘッドとそこに配置されたピスト
ンを持つ組み合わされたシリンダーの一部の軸方向縦断面図である。
ンを持つ組み合わされたシリンダーの一部の軸方向縦断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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 13/00 ３０２ Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２Ｚ
３０３ ３０３Ａ
Ｈ０１Ｔ 13/46 Ｈ０１Ｔ 13/46
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ
，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，
ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ
Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ
，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，
ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ
Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ
，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，
ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 カールソン， ハンス
スウェーデン， エス−177 62 イェル
フェッラ， ヴェッコヴェーゲン 32 ア
イ
(72)発明者 オロフソン， エリック
スウェーデン， エス−144 64 レニン
ゲ， グンネボヴェーゲン 18
(72)発明者 ラルセン， アンデルス
スウェーデン， エス−155 30 ニクヴ
ァルン， オルスペルスヴェーゲン 17
(72)発明者 リッセル， ゲラン
スウェーデン， エス−117 36 ストッ
クホルム， ヴェルクスタズガタン 11
Ｆターム(参考） 3G019 KA02 KA15
3G023 AA02 AA03 AB03 AC01 AC04
AC07 AD01 AD29
3G024 AA01 BA29 DA01
5G059 AA01 CC20
Claims (9)
- 【請求項１】 内燃機関、特にオットーサイクルエンジンのシリンダー（４
）の圧縮室（２０）内の燃料−空気混合物を点火するための電極配置であって、
シリンダー壁（１２）により規定されるのに加えて圧縮室がまた前記シリンダー
内で可動なピストン（６）及びシリンダーヘッド（２）の壁（３４）により規定
され、更に少なくとも一つの電極（２６）を含む点火プラグ（２２）がシリンダ
ーヘッド内に取り付けられ、そして更に前記点火プラグ（２２）が点火プラグと
して機能する流体噴射装置の一部を含むことができるものにおいて、前記電極配
置が少なくとも二つの相互に分離されたアース電極（３０，３２）を含み、その
うち第一電極（３０）がピストンの頂部に固定的に取り付けられており、一方第
二アース電極（３２）が前記圧縮室（２０）を規定するシリンダーヘッド壁（３
４）内に固定されるかまたは点火プラグに固定されまたは点火プラグと前記壁（
３４）間の別個の中間部品を構成することを特徴とする電極配置。 - 【請求項２】 点火プラグが圧縮室（２０）の対称軸（Ａ）上に前記点火プ
ラグの電極（２６）を位置するようにシリンダーヘッド（２）内に配置されてい
る単極点火プラグ（２２）であることを特徴とする請求項１に記載の電極配置。 - 【請求項３】 第一アース電極（３０）がピストンの頂部の中心に置かれて
いることを特徴とする請求項２に記載の電極配置。 - 【請求項４】 第一アース電極（３０）がピストン頂部の中心の一方側に置
かれていることを特徴とする請求項２に記載の電極配置。 - 【請求項５】 第一アース電極（３０）がピストン（６）がその上死点中心
位置にあるときその電極の一端部が点火プラグ電極（２６）と重複する（ｔ１，
ｔ２，ｔ３）ようにピストン（６）の軸方向の延長部を持つことを特徴とする請
求項４に記載の電極配置。 - 【請求項６】 第二アース電極（３２）が点火プラグ（２２）の一方側の前
記壁（３４）に固定されており、圧縮室（２０）の対称軸（Ａ）の方に向いた外
方部を持つことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の電極配置。 - 【請求項７】 第一アース電極（３０）がピストンの頂部内に設けられかつ
燃焼室を形成する空所（２８）の底面から突出することを特徴とする請求項１か
ら６のいずれか一つに記載の電極配置。 - 【請求項８】 点火プラグが二極点火プラグであり、第二アース電極（４４
）が点火プラグの付属部品に連結されているかまたは点火プラグの前方部分に取
り付けられ、それにより点火プラグの第二極を形成することを特徴とする請求項
１に記載の電極配置。 - 【請求項９】 内燃機関シリンダー（４）内の燃料−空気混合物の点火の最
適点火状態及び高点火特性を達成する方法であって、圧縮室がシリンダー壁、こ
のシリンダー内のピストン（６）及び点火プラグ（２２）を取り付けられたシリ
ンダーヘッド（２）により境界付けられているものにおいて、点火プラグ電極（
２６）と少なくとも二つの別個のアース電極を含む電極配置を持つシリンダーを
設け、それらのアース電極のうち第一アース電極（３０）がピストンの頂部に置
かれ、第二アース電極（３２；４４）が直接または間接的にシリンダーヘッド（
２）内に固定され、更にシリンダーヘッド内に固定されたアース電極が、選択さ
れた第一進角点火設定において点火スパークが第二アース電極（３２；４４）に
飛び移ることとなるように、一方選択された第二低進角点火設定において点火ス
パークが前記ピストンの頂部の電極（３０）に飛び移ることとなるように点火プ
ラグ電極に関して配置されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9902019-0 | 1999-06-01 | ||
| SE9902019A SE513360C2 (sv) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Tändelektrodarrangemang och sätt att arrangera tändelektroder för en förbränningsmotor |
| PCT/SE2000/001103 WO2000073650A1 (en) | 1999-06-01 | 2000-05-29 | An ignition electrode arrangement and a method for arranging ignition electrodes for an internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003500608A true JP2003500608A (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=20415849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001500116A Pending JP2003500608A (ja) | 1999-06-01 | 2000-05-29 | 点火電極配置及び内燃機関のための点火電極を配置するための方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003500608A (ja) |
| AU (1) | AU5264400A (ja) |
| DE (1) | DE10084621T1 (ja) |
| SE (1) | SE513360C2 (ja) |
| WO (1) | WO2000073650A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014528555A (ja) * | 2011-10-14 | 2014-10-27 | ボリソフスキー，ウラジミール | ディーゼルエンジンの燃焼室、ディーゼルエンジンの燃焼室において燃料−空気の混合気を点火するための方法、およびディーゼルエンジン |
| JP2015161194A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | マツダ株式会社 | 直噴ガソリンエンジン |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6584945B2 (en) * | 2001-08-23 | 2003-07-01 | Illinois Tool Works Inc. | Spark unit for combustion-powered driving tool |
| DE10243379A1 (de) * | 2002-09-18 | 2004-04-01 | Volkswagen Ag | Spark-to-Piston-Zündvorrichtung |
| US7721702B2 (en) | 2006-08-31 | 2010-05-25 | Caterpillar Inc. | Spark plug having separate housing-mounted electrode |
Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS52133430A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Nissan Motor Co Ltd | Ignition plug |
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| JPH02123282A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-10 | Mazda Motor Corp | エンジンの点火装置 |
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| US3349760A (en) * | 1965-10-20 | 1967-10-31 | John J Horan | Engine-ignition systems and components |
| US4774914A (en) * | 1985-09-24 | 1988-10-04 | Combustion Electromagnetics, Inc. | Electromagnetic ignition--an ignition system producing a large size and intense capacitive and inductive spark with an intense electromagnetic field feeding the spark |
-
1999
- 1999-06-01 SE SE9902019A patent/SE513360C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2001500116A patent/JP2003500608A/ja active Pending
- 2000-05-29 AU AU52644/00A patent/AU5264400A/en not_active Abandoned
- 2000-05-29 WO PCT/SE2000/001103 patent/WO2000073650A1/en active Application Filing
- 2000-05-29 DE DE10084621T patent/DE10084621T1/de not_active Withdrawn
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| JP2015161194A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | マツダ株式会社 | 直噴ガソリンエンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9902019L (sv) | 2000-09-04 |
| SE9902019D0 (sv) | 1999-06-01 |
| AU5264400A (en) | 2000-12-18 |
| WO2000073650A1 (en) | 2000-12-07 |
| DE10084621T1 (de) | 2002-03-28 |
| SE513360C2 (sv) | 2000-09-04 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070510 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091106 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100115 |
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| A02 | Decision of refusal |
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