JP2003520924A - 内燃機関の点火電極配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関、例えばオットー機関のシリンダーの点火電極配置において、第一電極（７）と第二電極（８）が互いに共働し、第一電極（７）がシリンダーヘッドに固定された点火手段（６）に配置されている。両方の電極（７，８）は火花間隙の寸法及び／または火花間隙の位置を変えることを可能とするために動くことができる。電極はそれぞれ機関の点火システム内に含まれた制御装置（１３）により制御される操作装置（１０，１４）により操縦される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野 この発明は特許請求項１の特徴節の前に記載の内燃機関のための点火電極配置
及び特許請求項１６の特徴節の前に記載の方法に関する。

【０００２】従来技術 火花点火を持つ内燃機関において、点火電極配置が通常用いられており、そこ
では機関のシリンダーヘッド内に取り外し可能に取り付けられかつ固定火花間隙
を持つ点火プラグ内に正電極と接地電極が組み付けられている。

【０００３】 特に低負荷の場合により良好な燃焼状態を達成するために、普通の点火プラグ
が可能とするより大きな火花間隙を用いることができることが望ましく、従って
点火プラグが正電極のみを持ち接地電極がシリンダーのピストンに配置された電
極配置の使用が提案されている。適当な点火時間を選択することにより、この方
法で希望の電極距離を得ることができる。しかし、欠点は大きな火花間隙によっ
て満足できる火花を作ることが必ずしもできないことである。なぜなら実際的な
理由のため、点火電圧は制限されねばならず従って必ずしも十分ではないからで
ある。これに関連して、火花がピストンを直撃する代わりに、結果として種々の
欠点を伴って、点火プラグに近いシリンダーヘッドを直撃するであろうという危
険がある。

【０００４】 普通の点火プラグによるより大きな火花間隙を達成するために、接地電極を点
火プラグ上に持つ代わりに、固定された接地電極をシリンダーヘッド上に配置す
ることも試みられている。しかし、この解決策は接地電極がピストン上に配置さ
れているとき可能である火花間隙の寸法を変えることができない。

【０００５】発明の目的 この発明の一つの目的は改良された点火電極配置を作ることである。別の目的
は改良された火花制御及びこの方法で改良された燃焼制御を可能とすることであ
る。更なる目的は可変火花位置を達成することである。

【０００６】発明の開示 これらの目的は特許請求項１に示された特徴を持つ点火電極配置によりかつ特
許請求項１６に示された特徴を持つ方法により達成される。

【０００７】 両方の電極を可動とすることにより、火花間隙の寸法及び／または位置を変え
るための可能性が与えられる。更に現在の運転状況の関数として火花間隙の寸法
を制御することにより、現在の運転状況に対し最適な点火火花を作ることができ
、これが例えば点火時間、燃料／空気混合物の形式、シリンダー内の乱流形状、
温度、過給度、圧縮等のような他の燃焼関連パラメーターと組み合わせて、環境
、燃料消費、種々の状況での操縦性等に関して利益を達成するために燃焼工程を
改良する可能性に関して利益をもたらす。

【０００８】 この発明の更なる利点及び特徴は以下の説明及び特許請求の範囲から明らかに
なる。

【０００９】 この発明が添付図面に示された例示的実施例により以下により詳細に説明され
る。

【００１０】図面の説明 図面において、 図１は本発明による点火電極配置を持つ機関のシリンダーの概略図を示し、 図２−４は図１の実施例の変更例を示し、 図５ａと５ｂは異なる位置の部品を持つ、図４のＶ−Ｖで見た図を示し、 図６は図４の実施例の変更例を示し、 図７は図６からの簡略化された部分図を示し、そして 図８は図７のVIII−VIIIに沿った断面を示す。

【００１１】例示的実施例の説明 図１は内燃機関のシリンダー１を概略的に示し、その他はより詳細に示されて
いない。この場合オットー形式の火花点火を持つ。ピストン４はシリンダーヘッ
ド３により頂部を覆われているシリンダーブロック２内で往復運動する。シリン
ダー１はシリンダー中に導入された燃料混合物を点火するための点火電極配置５
を備えている。通例のシリンダー内の入口及び出口弁、並びに他の普通の要素は
簡略化と明確化のために省略されているが、もちろん記載された機関の一部を形
成する。

【００１２】 点火電極配置５はシリンダーヘッド３内に取り外し可能に固定されており第一
電極７を形成する点火手段６と、シリンダーヘッド３上に取り付けられた第二電
極８を含む。ピストン４上に配置され、ここでは点火手段６に対して横方向に片
寄った立ち上がり部として設計されている第二電極９がまた第二電極８に加えて
設けられている。

【００１３】 第一電極７は、点火手段６内に可動的に配置されており、点火手段６に配置さ
れた操作装置１０により、二方向矢印１１の方向に、本質的にシリンダーの縦方
向に行ったり来たり変位されることができる。第一電極７は従ってシリンダーヘ
ッド３及びピストン４に対して可動であるという事実によって、操作装置１０に
より火花間隙の寸法を変えることができる。この操作装置はこの目的のために要
求に従って、適当な操作パラメーターの関数として火花間隙の寸法をこの方法で
変えるために車の点火システムの一部を形成する制御装置１３により適当に制御
されることができる。また要求に従って、適当な操作パラメーターの関数として
制御装置１３により点火電圧を制御させることもでき、この態様で更なる改良さ
れた点火制御を達成することもできる。

【００１４】 第二電極８もまた可動的に取り付けられており操作装置１４により、二方向矢
印１５の方向に行ったり来たり変位されることができる。この目的のためそれは
シリンダーヘッド内の曲がったガイド１２内をシールされた態様で走行する。操
作装置１４は、操作装置１０のように、また有利には点火システムの一部を形成
する制御装置１３により制御される。これに関連して、第二電極８は接地電極を
形成し、もし適切なら、操作装置１４内のローラー上に取り付けられることがで
きる。

【００１５】 シリンダーヘッド内に取り付けられた第二電極８がまた可動的であるという事
実によって、火花が最適効果を持つように、現在の運転状況に適した火花間隙寸
法を設定するための改善された可能性が与えられる。

【００１６】 図２に示された実施例において、第一電極７は図１と同じ態様で可動的であり
、一方第二電極８はシリンダーヘッド３内に、シリンダーの縦方向に本質的に平
行な面内に旋回可能に取り付けられ、この方法で点火手段６に対する火花間隙の
寸法を変えることを可能とする。旋回運動は二方向矢印１５による運動を与える
ように操作装置１４により制御される。第二電極８とシリンダーヘッド３の間の
必要なシールは明確化のためにここでは省略されている。

【００１７】 図３において、第二電極８はシリンダーヘッド３内のガイド１２内を行ったり
来たりして軸方向に変位されることができる。二方向矢印１５の方向の変位は操
作装置１４により達成される。第一電極７は図１と同じ態様で動くことができる
。

【００１８】 図４において、第一電極７は二方向矢印１１の方向に軸方向に変位されること
ができるのみならず、二方向矢印１６の方向に、本質的に点火手段６の縦方向周
りにもまた旋回されることができる。対応する態様で、第二電極８は二方向矢印
１５の方向に軸方向に変位されることができるのに加えて二方向矢印１７の方向
に旋回することができる。この場合、第一電極７は点火手段６内に可動的に取り
付けられたスピンドル７ａの端部から半径方向に突出する腕を構成する。対応す
る態様で、第二電極８はシリンダーヘッド３内に可動的に取り付けられたスピン
ドル８ａの端部から半径方向に突出する腕を構成する。二方向矢印１６，１７に
よる第一と第二電極７，８間の相対運動は図５ａにより詳細に見ることができ、
そこではそれらの電極は多くの可能な相対位置の一つにある。

【００１９】 図４によれば、第二電極８のスピンドル８ａはシリンダーヘッド３内に回転可
能に取り付けられているホルダー１８内に取り付けられており、操作装置１４に
より、シリンダー１の軸に本質的に平行な軸周りに回転されることができる。図
５ａの二方向矢印２０に従ってホルダー１８を回転することにより、第二電極８
はまた第一電極７に対して横方向に、例えば図５ａに示された位置から第一電極
７により近い図５ｂに示された位置に、動かされることができる。しかし、二方
向矢印１６と１７に従った運動もまたなお可能である。

【００２０】 図６に示された実施例において、第二電極８のスピンドル８ａは操作装置１４
による二方向矢印１５，１７に従った運動のためにシリンダーヘッド３内に直接
取り付けられている。第一電極７は図４と同じ態様で可動であり、従って二方向
矢印１１，１６に従って動くことができる。電極７と８の可能な動きは図７と８
により詳細に示されている。

【００２１】 上に示された例示的実施例に加えて、要求及び条件により、多数の他の実施例
がもちろんこの発明の範囲内で可能である。

【００２２】 もし適切であれば、点火手段６は燃料噴射のための装置と組み合わせることが
でき、この装置の先端は適当には要求により変位可能／回転可能であるように設
計される。もし適切であれば、第二電極８もまた固定または可動態様で配置され
た燃料噴射装置と組み合わされることができる。

【００２３】 示されたように、本発明はオットー形式の火花点火機関に適用されることがで
きるが、もちろん本発明がその代わりに例えば二行程機関または別の形式の火花
点火機関に適用されるのを妨げるものは何もない。

【００２４】 電極の調整能力、即ち本発明により提案された火花間隙の寸法及び／または位
置の調整能力は適当な態様で現在の運転状況の関数として、もし適切なら点火電
圧の制御と組み合わせて、火花間隙及び火花位置を変えることを可能とする。こ
の方法で、例えば燃料消費、操縦性及び環境面に関して改善が達成されることが
できるようにシリンダー内の燃焼に有利に影響するための可能性が与えられる。

【００２５】 示された実施例において、第一電極は正であり、第二電極は負であることを意
図している。逆の実施例もまたそれにもかかわらず可能である。更に第一と第二
電極の両方を点火手段内に配置し、そのとき両方を示された態様で可動とするこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による点火電極配置を持つ機関のシリンダーの概略図を示す。

【図２】 図１の実施例の変更例を示す。

【図３】 図１の実施例の変更例を示す。

【図４】 図１の実施例の変更例を示す。

【図５】 ａとｂは異なる位置の部品を持つ、図４のＶ−Ｖで見た図を示す。

【図６】 図４の実施例の変更例を示す。

【図７】 図６からの簡略化された部分図を示す。

【図８】 図７のVIII−VIIIに沿った断面を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年２月８日（２００２．２．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，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，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G019 KA01 KA12 KA15 3G023 AA02 AA03 AA18 AB03 AD12 3G024 AA04 DA01 5G059 AA01

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関、例えばオットー機関のシリンダーのための点火電
   極配置であって、シリンダーヘッド（３）が互いに相互作用する第一電極（７）
   と第二電極（８）を支持し、少なくとも第一電極（７）がシリンダーヘッドに固
   定された点火手段（６）上に配置されているものにおいて、第一電極（７）と第
   二電極（８）の両方が可変火花間隙及び／または可変火花位置を可能とするため
   にシリンダーヘッドに対して可動的に配置されていることを特徴とする点火電極
   配置。
2. 【請求項２】 第二電極（８）が点火装置（６）から分離されて配置されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の点火電極配置。
3. 【請求項３】 第一電極（７）が本質的にシリンダーの縦方向に可動である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の点火電極配置。
4. 【請求項４】 第一電極（７）が本質的にシリンダーの縦方向に直角の面内
   で可動であることを特徴とする請求項１または２に記載の点火電極配置。
5. 【請求項５】 第一電極（７）がシリンダーの縦方向とシリンダーの縦方向
   に直角の面内の両方で可動であることを特徴とする請求項１または２に記載の点
   火電極配置。
6. 【請求項６】 第一電極（７）が操作装置（１０）に連結されており、この
   操作装置によりそれが動かされることができる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点火電極配置。
7. 【請求項７】 操作装置（１０）が車の点火システムの一部を形成する制御
   装置（１３）により制御されることを特徴とする請求項６に記載の点火電極配置
   。
8. 【請求項８】 第二電極（８）が細線形状でありかつシリンダーヘッド（３
   ）内に配置されたガイド（１２）内を軸方向に可動であることを特徴とする請求
   項２から７のいずれか一つに記載の点火電極配置。
9. 【請求項９】 第二電極（８）がシリンダーヘッド（３）内に旋回可能に取
   り付けられ、シリンダーの縦方向に本質的に平行な面内で旋回可能であることを
   特徴とする請求項２から７のいずれか一つに記載の点火電極配置。
10. 【請求項１０】 第二電極（８）がシリンダーヘッド（３）内に旋回可能に
    取り付けられ、シリンダーの縦方向に本質的に直角の面内で旋回可能であること
    を特徴とする請求項２から７のいずれか一つに記載の点火電極配置。
11. 【請求項１１】 第二電極（８）がシリンダーの縦方向に変位可能であるこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の点火電極配置。
12. 【請求項１２】 第二電極（８）が操作装置（１４）に連結されており、こ
    の操作装置によりそれが動かされることができることを特徴とする請求項１から
    １１のいずれか一つに記載の点火電極配置。
13. 【請求項１３】 操作装置（１４）が車の点火システムの一部を形成する制
    御装置（１３）により制御されることを特徴とする請求項１２に記載の点火電極
    配置。
14. 【請求項１４】 第二電極（８）と相互作用するための第一電極（７）を備
    え、かつシリンダーヘッド（３）内に固定されるように配置された内燃機関のシ
    リンダーのための点火電極配置のための点火手段において、第一電極（７）が可
    動的に配置されていることを特徴とする点火手段。
15. 【請求項１５】 点火手段が第一電極（７）を操作するための操作装置（１
    ０）を支持することを特徴とする請求項１４に記載の点火手段。
16. 【請求項１６】 内燃機関、例えばオットー機関の点火火花を発生するため
    の方法であって、点火火花がシリンダーヘッド（３）内に固定された点火手段（
    ６）上の第一電極（７）と第二電極（８）との間で発生されるものにおいて、少
    なくとも一つの電極（７，８）の位置が火花間隙の寸法を変え及び／または火花
    位置を変えるために運転中に変えられることを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 両方の電極（７，８）の位置が火花間隙の寸法を変えるた
    めに運転中に変えられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 両方の電極（７，８）の位置が火花間隙の位置を変えるた
    めに運転中に変えられることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】 火花間隙の寸法が車の点火システムの一部を形成する制御
    装置（１３）からの制御情報に基づいて、現在の運転状況の関数として変えられ
    ることを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一つに記載の方法。