JP2007048562A - Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine - Google Patents
Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007048562A JP2007048562A JP2005230879A JP2005230879A JP2007048562A JP 2007048562 A JP2007048562 A JP 2007048562A JP 2005230879 A JP2005230879 A JP 2005230879A JP 2005230879 A JP2005230879 A JP 2005230879A JP 2007048562 A JP2007048562 A JP 2007048562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spark plug
- internal combustion
- combustion engine
- ion
- ions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等に使用する内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関に関する。 The present invention relates to a spark plug and an internal combustion engine for an internal combustion engine used for automobiles, cogeneration, gas pumps, and the like.
自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等に使用する内燃機関においては、燃料と空気とを混合した混合気を燃焼室に導入し、燃焼室において燃料と酸素とを反応させることにより燃焼を起こし、その膨張力を動力源としている。
そして、この燃料と酸素との反応は、スパークプラグによる火花放電によって生じさせる。
In an internal combustion engine used for automobiles, cogeneration, gas pressure pumps, etc., an air-fuel mixture obtained by mixing fuel and air is introduced into the combustion chamber, and combustion is caused by reacting the fuel and oxygen in the combustion chamber. The expansion force is used as a power source.
The reaction between the fuel and oxygen is caused by spark discharge by a spark plug.
しかしながら、燃料と酸素との反応を生じさせるためには、図16に示すごとく、ある程度の活性化エネルギーE1,E2が必要である。図16は、燃料(CnHm)を燃焼(酸化)させてCO2とH2Oとする際のエネルギー曲線を示し、曲線Lが、通常の状態の酸素(O2)と燃料(CnHm)とを反応させる際のエネルギー曲線であり、曲線Mが、O−イオンと燃料(CnHm)とを反応させる際のエネルギー曲線である。曲線Lに示すごとく、酸素(O2)と燃料(CnHm)とを反応させるための活性化エネルギーE1は比較的大きい。そのため、混合気へ与えるエネルギーが不充分となると着火性が低下するおそれがある。特に、希薄燃焼エンジン等においては、着火性の低下が問題となる。 However, in order to cause a reaction between the fuel and oxygen, as shown in FIG. 16, a certain amount of activation energy E1, E2 is required. FIG. 16 shows an energy curve when the fuel (C n H m ) is burned (oxidized) into CO 2 and H 2 O, and the curve L shows oxygen (O 2 ) and fuel (C n H m ) and an energy curve when the O − ion and fuel (C n H m ) are reacted. As shown by the curve L, the activation energy E1 for reacting oxygen (O 2 ) and fuel (C n H m ) is relatively large. Therefore, if the energy given to the air-fuel mixture becomes insufficient, the ignitability may be reduced. In particular, in a lean combustion engine or the like, a decrease in ignitability becomes a problem.
そこで、酸素(O2)よりも活性化エネルギーE2の低いO−イオンを燃料と反応させることにより、着火性を向上させることが考えられる。即ち、例えば特許文献1に開示されたO−イオン発生装置を用いて、O−イオンを発生させ、内燃機関の燃焼室に導入することが考えられる。
しかしながら、O−イオンの寿命は数m秒以下と短いため、外部からO−イオンを供給すると、燃料と反応する前にその殆どが消滅してしまうという問題がある。
In view of this, it is conceivable to improve the ignitability by reacting an O − ion having an activation energy E2 lower than that of oxygen (O 2 ) with the fuel. That is, for example, it is conceivable to generate
However, since the lifetime of
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、着火性に優れた内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a spark plug for an internal combustion engine and an internal combustion engine having excellent ignitability.
第1の発明は、外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、
該取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、
該絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、
上記取付金具に取付けられると共に上記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成する接地電極と、
O−イオンを発生させるO−イオン発生部とを備えてなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項1)。
The first invention is a mounting bracket having a mounting screw portion on the outer periphery;
An insulator held on the central axis side of the mounting bracket;
A central electrode held on the central axis side of the insulator;
A grounding electrode that is attached to the mounting bracket and forms a spark discharge gap with the tip of the center electrode;
O - O generating ions - in the spark plug for an internal combustion engine, characterized by comprising a ion generator (claim 1).
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグは、上記O−イオン発生部を備えている。そして、O−イオン発生部から発生したO−イオンをスパークプラグの火花放電により燃料と反応させることにより、容易に混合気に着火することができる。
即ち、O−イオンは、活性化エネルギーが小さいため、低エネルギーで燃料と反応しやすく、燃焼を起こしやすい。それ故、混合気の着火性を向上させることができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
The spark plug includes the O − ion generator. Then, O - O generated from the ion generating unit - ions by reacting with the fuel by the spark discharge of the spark plug can be ignited easily mixture.
That is, since the activation energy is small, the O − ion easily reacts with the fuel with low energy and easily causes combustion. Therefore, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved.
また、上記O−イオンは、寿命が極めて短いが、O−イオン発生部がスパークプラグ自体に備え付けてあることにより、O−イオンが消滅する前に燃料との反応を行うことが可能となる。即ち、O−イオンを外部から導入して燃料と反応させようとしても、反応前にO−イオンが消滅してしまうおそれがある。これに対し、スパークプラグに備え付けたO−イオン発生部から発生したO−イオンは、即座に火花放電ギャップ付近における燃焼反応に用いることができる。即ち、火花放電ギャップ付近にO−イオンと燃料とが充分に共存した状態において火花放電することができ、これにより効率的な着火を行うことができる。 Moreover, although the above-mentioned O − ions have an extremely short life, the reaction with the fuel can be performed before the O − ions disappear because the O − ion generation part is provided in the spark plug itself. That is, even if an O − ion is introduced from the outside to be reacted with the fuel, the O − ion may disappear before the reaction. In contrast, O was equipped spark plug - O generated from the ion generating unit - ions can be used in the combustion reaction in the vicinity of the spark gap immediately. That is, spark discharge can be performed in a state where O − ions and fuel are sufficiently coexisting in the vicinity of the spark discharge gap, thereby enabling efficient ignition.
また、O−イオンを火花放電ギャップ付近に存在させることにより、火花放電ギャップにおける絶縁破壊が生じやすくなり、低電圧で放電させることが可能となる。かかる観点からも、着火性を向上させることができる。 In addition, when O − ions are present in the vicinity of the spark discharge gap, dielectric breakdown is likely to occur in the spark discharge gap, and discharge can be performed at a low voltage. From this point of view, the ignitability can be improved.
以上のごとく、本発明によれば、着火性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。 As described above, according to the present invention, a spark plug for an internal combustion engine having excellent ignitability can be provided.
第2の発明は、 燃焼室に導入される混合気を燃焼させることにより発生させた膨張力を動力源とするための内燃機関において、
該内燃機関は、上記混合気に着火するためのスパークプラグを、該スパークプラグの先端部が上記燃焼室に露出するように配設してなり、上記スパークプラグの先端部には、O−イオンを発生させるO−イオン発生部を配設してあることを特徴とする内燃機関にある(請求項7)。
A second invention is an internal combustion engine for using an expansion force generated by burning an air-fuel mixture introduced into a combustion chamber as a power source,
The internal combustion engine, a spark plug for igniting the above mixture, the tip portion of the spark plug is then disposed so as to be exposed to the combustion chamber, the tip portion of the spark plug, O - ions An internal combustion engine characterized in that an O − ion generating part for generating the gas is disposed.
上記内燃機関は、上記燃焼室に露出したスパークプラグの先端部にO−イオン発生部を配設してなる。そして、O−イオン発生部から発生したO−イオンをスパークプラグの先端部において燃料と反応させることにより、容易に混合気に着火することができる。
即ち、O−イオンは、活性化エネルギーが小さいため、低エネルギーで燃料と反応しやすく、燃焼を起こしやすい。それ故、混合気の着火性を向上させることができる。
The internal combustion engine, O the tip of the spark plug exposed to the combustion chamber - formed by arranging the ion generating unit. Then, O - O generated from the ion generating unit - by reacting with the fuel at the tip of the spark plug ion can be ignited easily mixture.
That is, since the activation energy is small, the O − ion easily reacts with the fuel with low energy and easily causes combustion. Therefore, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved.
また、上記O−イオンは、寿命が極めて短いが、O−イオン発生部が燃焼室内のスパークプラグの先端部に配設してあることにより、O−イオンが消滅する前に燃料との反応を行うことが可能となる。即ち、O−イオンを外部から導入して燃料と反応させようとしても、反応前にO−イオンが消滅してしまうおそれがある。これに対し、燃焼室内のスパークプラグの先端部に備え付けたO−イオン発生部から発生したO−イオンは、即座に燃焼反応に用いることができる。即ち、燃焼室のスパークプラグの先端部の近傍にO−イオンと燃料とが充分に共存した状態において火花放電することができ、これにより効率的な着火を行うことができる。 The O − ions have a very short life, but the O − ion generation part is arranged at the tip of the spark plug in the combustion chamber, so that it reacts with the fuel before the O − ions disappear. Can be done. That is, even if an O − ion is introduced from the outside to be reacted with the fuel, the O − ion may disappear before the reaction. In contrast, O was equipped at the tip portion of the combustion chamber of a spark plug - O generated from the ion generating unit - ions can be used immediately in the combustion reaction. That is, spark discharge can be performed in the state where O − ions and fuel are sufficiently coexistent in the vicinity of the tip of the spark plug of the combustion chamber, thereby enabling efficient ignition.
以上のごとく、本発明によれば、着火性に優れた内燃機関を提供することができる。 As described above, according to the present invention, an internal combustion engine having excellent ignitability can be provided.
上記第1の発明(請求項1)及び第2の発明(請求項7)において、上記内燃機関は、例えば、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等の内燃機関とすることができる。 In the first invention (Invention 1) and the second invention (Invention 7), the internal combustion engine can be, for example, an internal combustion engine such as an automobile, a cogeneration system, or a gas pump.
また、上記O−イオン発生部は、イオン導電性の固体電解質体からなることが好ましく、例えば、活性酸素含有物質である、12CaO−7Al2O3、Ca12Al10Si4O35、CaFe2O5等からなることが好ましい。この場合には、O−イオンを一層効果的に発生させることができる。
Also, the O - ion generation portion is preferably made of an ion-conductive solid electrolyte body, for example, an active oxygen-containing substances, 12CaO-7Al 2 O 3,
また、上記第1の発明において、上記O−イオン発生部は、上記接地電極に配設してなることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記O−イオン発生部の体積を容易に大きくすることができる。即ち、通常、中心電極に比べて、充分に大きな表面積を有する接地電極には、体積の大きなO−イオン発生部を配設することができる。これにより、O−イオンを多く発生させることができ、着火性に優れたスパークプラグを得ることができる。
また、O−イオン発生部を接地電極に配設することにより、火花放電ギャップ或いはその近傍においてO−イオンを発生させることができる。そのため、O−イオンが消滅する前に効率的にO−イオンを燃料と反応させて燃焼させることができる。その結果、着火性の向上を図ることができる。
In the first aspect of the invention, it is preferable that the O − ion generator is disposed on the ground electrode.
In this case, the O - the volume of the ion generating unit can be easily increased. That is, usually, in comparison with the center electrode, the ground electrode having a large surface area sufficiently, large O volume - can be disposed ion generating unit. Thereby, many O − ions can be generated, and a spark plug excellent in ignitability can be obtained.
In addition, by arranging the O − ion generating portion on the ground electrode, O − ions can be generated in or near the spark discharge gap. Therefore, O - efficient before the ions disappear O - ions can be burned by reaction with the fuel. As a result, ignitability can be improved.
また、上記O−イオン発生部は、上記絶縁碍子に配設してなることが好ましい(請求項3)。
この場合には、充分に広い表面積を有する絶縁碍子にO−イオン発生部を配設するため、より体積の大きいO−イオン発生部を配設することができる。その結果、着火性に優れたスパークプラグを得ることができる。
Moreover, it is preferable that the O − ion generator is disposed on the insulator.
In this case, O the insulator having a sufficiently large surface area - for arranging the ion generating unit, a large O more volume - can be disposed ion generating unit. As a result, a spark plug excellent in ignitability can be obtained.
また、上記O−イオン発生部は、上記中心電極と上記接地電極との間の電圧がかかるよう構成されており、上記中心電極及び上記接地電極の少なくとも一方には、上記O−イオン発生部にかかる電圧を抑制するための抵抗体が配設されていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、O−イオン発生部に過電圧がかかることを防いで、O−イオン発生部の溶損を防ぐことができる。即ち、O−イオンを放出させるためにO−イオン発生部にかける電圧を、中心電極と接地電極との間で発生させることにより、火花放電とO−イオン発生とを共通の電極によって行うことができる。しかし、O−イオン発生部にかかる電圧が大きすぎると、O−イオン発生部が溶損するおそれがある。そこで、上記抵抗体を配設して、O−イオン発生部にかかる電圧を抑制することにより、O−イオン発生部の溶損を防ぐことができる。
The O − ion generator is configured to apply a voltage between the center electrode and the ground electrode, and at least one of the center electrode and the ground electrode is connected to the O − ion generator. It is preferable that a resistor for suppressing the voltage is provided.
In this case, O - it prevents the overvoltage is applied to the ion generation portion, O - it is possible to prevent the erosion of the ion generating unit. That, O - O in order to release ions - the voltage applied to the ion generating unit, by generating between the center electrode and the ground electrode, spark discharge and O - be performed by ion generation and a common electrode it can. However, O - the voltage applied to the ion generating section is too large, O - there is a possibility that the ion generating section is melting. Therefore, by disposing the resistor, O - by suppressing the voltage applied to the ion generating section, O - it is possible to prevent the erosion of the ion generating unit.
また、上記O−イオン発生部と上記スパークプラグ本体との間には空隙部が形成されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記空隙部からも酸素(O2)をO−イオン発生部に供給することができる。そのため、O−イオン発生部からのO−イオンの発生を促進することができる。
In addition, it is preferable that a gap is formed between the O − ion generating part and the spark plug body.
In this case, oxygen (O 2 ) can also be supplied to the O − ion generator from the gap. Therefore, generation of O − ions from the O − ion generation part can be promoted.
また、上記スパークプラグは、上記O−イオン発生部を加熱するためのヒータを有することが好ましい(請求項6)。
この場合には、内燃機関の始動時においても優れた着火性を確保することができる。即ち、内燃機関の始動時においては、O−イオン発生部が低温となっている。そのため、この状態で電圧をかけてもO−イオンを充分に発生させることが困難である。そこで、ヒータを用いて始動時においてもO−イオン発生部を高温に保ち活性状態とすることにより、始動時においてもO−イオンを充分に発生させることができる。
Moreover, it is preferable that the spark plug has a heater for heating the O − ion generator.
In this case, excellent ignitability can be ensured even when the internal combustion engine is started. That is, when the internal combustion engine is started, the O − ion generating portion is at a low temperature. Therefore, it is difficult to sufficiently generate O − ions even when a voltage is applied in this state. Therefore, by using the heater to maintain the O − ion generating portion at a high temperature even at the start, the O − ions can be sufficiently generated even at the start.
(実施例1)
本発明の実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図1〜図5を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1に示すごとく、外周に取付け用ネジ部21を設けた取付金具2と、取付金具2の中心軸側に保持される絶縁碍子3と、絶縁碍子3の中心軸側に保持される中心電極4と、取付金具2に取付けられると共に中心電極4の先端部41との間に火花放電ギャップGを形成する接地電極5と、O−イオンを発生させるO−イオン発生部6とを備えてなる。
Example 1
A spark plug for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
図1、図2に示すごとく、O−イオン発生部6は、接地電極5に配設してある。具体的には、接地電極5における中心電極4と対向する面に、O−イオン発生部6が接合されている。
O−イオン発生部6は、イオン導電性の固体電解質体からなり、活性酸素含有物質である、12CaO−7Al2O3(アルミナセメント)、Ca12Al10Si4O35、CaFe2O5等からなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the O − ion generator 6 is disposed on the
O - ion generator 6 is made of an ion-conductive solid electrolyte body, a reactive oxygen-containing material, 12CaO-7Al 2 O 3 (alumina cement), Ca 12 Al 10 Si 4 O 35, CaFe 2
O−イオン発生部6は、中心電極4と接地電極5との間の電圧がかかるよう構成されている。そして、中心電極4には、O−イオン発生部6にかかる電圧を抑制するための抵抗体403が配設されている。
即ち、図1に示すごとく、中心電極4は、基端側において電圧を供給する接続端子404を有する基端側中心電極部402と、先端部41を有する先端側中心電極部401とからなり、基端側中心電極部402と先端側中心電極部401との間に、抵抗体403が配設されている。
なお、本例の内燃機関用のスパークプラグ1は、自動車のエンジンにおける点火手段として用いることができる。
The O − ion generator 6 is configured such that a voltage is applied between the
That is, as shown in FIG. 1, the
Note that the
スパークプラグ1を使用する際には、図3の曲線Sに示すごとく、放電タイミングの直前に、中心電極4と接地電極5との間に、放電しない範囲の電圧をかける(図3のS1参照)。中心電極4側がプラス、接地電極5側がマイナスとなるように、例えば1V〜10kVの電圧を0.1〜5m秒間かける。このとき、接地電極5に配されたO−イオン発生部6からO−イオンが発生する。
When the
次いで、中心電極4と接地電極5との間に、中心電極4側がマイナス、接地電極5側がプラスとなるように、例えば10〜30kVという大きな電圧をかけ、火花放電ギャップGに火花放電を生じさせる(図3のS2参照)。これにより、上記のごとく発生したO−イオンと、燃料とが反応して、着火することとなる。
Next, a large voltage of, for example, 10 to 30 kV is applied between the
次に、O−イオン発生部6におけるO−イオン発生の推定メカニズムにつき、図4を用いて説明する。
即ち、O−イオン発生部6が取付けられた接地電極5は、中心電極4に対して、マイナスの電圧がかけられる。そして、正極となる中心電極5の接地電極5側の面には、プラス電荷が現れる。これにより、O−イオン発生部6に包蔵されていたO−が、中心電極4側すなわち火花放電ギャップGへ放出される。
Then, O - O in the
That is, a negative voltage is applied to the
また、O−イオン発生部6(固体電解質)には、燃焼室に供給される空気中の酸素O2が付着し、負極である接地電極5から電子eが供給される。これにより、O−イオン発生部6(固体電解質)においては、酸素O2が電子eを得てイオン化してO2 −となり、更に、OとO−とが分かれてO−イオンが発生し、O−イオン発生部6に補充される。そして、またこのO−イオンが火花放電ギャップGへ次々と供給されることとなる。
Further, oxygen O 2 in the air supplied to the combustion chamber adheres to the O − ion generator 6 (solid electrolyte), and electrons e are supplied from the
なお、中心電極4と接地電極5との間にかける電圧は、中心電極4の接続端子404に接続された電源によって供給される(図示略)。該電源は、火花放電ギャップGにおける火花放電を生じさせるための点火用電圧発生部と、O−イオン発生部6からO−イオンを発生させるためのイオン発生用電圧発生部とを有する。また、イオン発生用電圧発生部と点火用電圧発生部との間にはダイオードが介設されており、イオン発生用電圧発生部に大電流が流れないように制御して、O−イオン発生部6に過電圧がかからないよう構成されている。
The voltage applied between the
また、図5に示すごとく、上記スパークプラグ1を内燃機関7に取付け、スパークプラグ1の先端部13における火花放電ギャップGを燃焼室71内に配置する。これにより、燃焼室71における、混合気に着火する着火領域に、O−イオン発生部6を配設した内燃機関7を得ることができる。
上記「着火領域」とは、燃料と空気との混合ののちに酸化化学反応が進行し局所的な発熱が発生する、燃焼室71内における燃焼の起点となる領域を示す。
Further, as shown in FIG. 5, the
The “ignition region” refers to a region serving as a starting point of combustion in the
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグ1は、図1、図2に示すごとく、上記O−イオン発生部6を備えている。そして、O−イオン発生部6から発生したO−イオンをスパークプラグ1の火花放電により燃料と反応させることにより、容易に混合気に着火することができる。
即ち、O−イオンは、活性化エネルギーが小さいため、低エネルギーで燃料と反応しやすく、燃焼を起こしやすい。それ故、混合気の着火性を向上させることができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
That is, since the activation energy is small, the O − ion easily reacts with the fuel with low energy and easily causes combustion. Therefore, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved.
また、上記O−イオンは、寿命が極めて短いが、O−イオン発生部6がスパークプラ1グ自体に備え付けてあることにより、O−イオンが消滅する前に燃料との反応を行うことが可能となる。即ち、O−イオンを外部から導入して燃料と反応させようとしても、反応前にO−イオンが消滅してしまうおそれがある。これに対し、スパークプラグ1に備え付けたO−イオン発生部6から発生したO−イオンは、即座に火花放電ギャップG付近における燃焼反応に用いることができる。即ち、火花放電ギャップG付近にO−イオンと燃料とが充分に共存した状態において火花放電することができ、これにより効率的な着火を行うことができる。
The O − ions have a very short lifetime, but the O − ion generator 6 is provided in the
また、O−イオンを火花放電ギャップG付近に存在させることにより、火花放電ギャップGにおける絶縁破壊が生じやすくなり、低電圧で放電させることが可能となる。かかる観点からも、着火性を向上させることができる。 In addition, when O − ions are present in the vicinity of the spark discharge gap G, dielectric breakdown is likely to occur in the spark discharge gap G, and discharge can be performed at a low voltage. From this point of view, the ignitability can be improved.
また、O−イオン発生部6は接地電極5に配設してあるため、O−イオン発生部6の体積を容易に大きくすることができる。即ち、通常、中心電極4に比べて、充分に大きな表面積を有する接地電極5には、体積の大きなO−イオン発生部6を配設することができる。これにより、O−イオンを多く発生させることができ、着火性に優れたスパークプラグ1を得ることができる。
また、O−イオン発生部6を接地電極5に配設することにより、火花放電ギャップG或いはその近傍においてO−イオンを発生させることができる。そのため、O−イオンが消滅する前に効率的にO−イオンを燃料と反応させて燃焼させることができる。その結果、着火性の向上を図ることができる。
Further, since the O − ion generator 6 is disposed on the
Further, by arranging the O − ion generator 6 on the
また、図1に示すごとく、中心電極4には抵抗体403が配設されているため、O−イオン発生部6に過電圧がかかることを防いで、O−イオン発生部6の溶損を防ぐことができる。即ち、上述のごとく、O−イオンを放出させるためにO−イオン発生部6にかける電圧を、中心電極4と接地電極5との間で発生させることにより、火花放電とO−イオン発生5とを共通の電極によって行うことができる。しかし、O−イオン発生部6にかかる電圧が大きすぎると、O−イオン発生部6が溶損するおそれがある。そこで、上記抵抗体403を配設して、O−イオン発生6にかかる電圧を抑制することにより、O−イオン発生部6の溶損を防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 1, since the
また、上記スパークプラグ1を、図5に示すごとく、内燃機関7に配設することにより、燃焼室71における着火領域に、O−イオン発生部6を配設した状態となる。これにより、着火性に優れた内燃機関7を容易に得ることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
以上のごとく、本例によれば、着火性に優れた内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a spark plug and an internal combustion engine for an internal combustion engine having excellent ignitability.
(実施例2)
本例は、図6、図7に示すごとく、O−イオン発生部6とスパークプラグ1本体との間に空隙部51を形成したスパークプラグ1の例である。
上記空隙部51は、O−イオン発生部6を接合した接地電極5に形成してある。空隙部51は、O−イオン発生部6に面するように溝状に形成されていると共に、接地電極5の幅方向に貫通している。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 2)
This example is an example of the
The
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、上記空隙部51からも酸素(O2)をO−イオン発生部6に供給することができる。そのため、O−イオン発生部6からのO−イオンの発生を促進することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, oxygen (O 2 ) can also be supplied to the O − ion generator 6 from the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例3)
本例は、図8に示すごとく、O−イオン発生部6を、中心電極4の側方における接地電極5の表面に配設してなるスパークプラグ1の例である。
本例のスパークプラグ1における接地電極5は、取付金具2の先端から中心電極4に平行に延びた側方部52と、該2つの側方部52の先端を繋ぐと共に中心電極4の先端部41に対向配置された先方部53とからなる。そして、上記O−イオン発生部6は、接地電極5の側方部52における内側面に配設してある。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 3)
This embodiment, as shown in FIG. 8, O - ion generator 6 is an example of the
The
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、火花放電は、主に、中心電極4と接地電極5の先方部53との間で行われるため、O−イオン発生部6の溶損を防ぐことができる。
また、中心電極4の側方の2箇所にO−イオン発生部6が設けてあるため、O−イオンを多く発生させることができ、着火性を向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, since the spark discharge is mainly performed between the
In addition, since the O − ion generator 6 is provided at two locations on the side of the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例4)
本例は、図9に示すごとく、O−イオン発生部6を絶縁碍子3に配設してなるスパークプラグ1の例である。
即ち、絶縁碍子4の先端部の側面に、O−イオン発生部6を巻回するような状態で配設してある。
その他は、実施例1と同様である。
Example 4
This example is an example of a
That is, the O − ion generator 6 is wound around the side surface of the tip of the
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、より体積の大きいO−イオン発生部6を配設することができる。その結果、着火性に優れたスパークプラグ1を得ることができる。
また、セラミックからなる絶縁碍子4にセラミックからなるO−イオン発生部6を接合した構造であるため、絶縁碍子4とO−イオン発生部6との熱膨張係数が近似する。そのため、応力発生を抑制し、耐久性に優れたスパークプラグ1を得ることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, it is possible to arrange the O − ion generator 6 having a larger volume. As a result, the
In addition, since the ceramic O - ion generator 6 is joined to the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例5)
本例は、図10に示すごとく、O−イオン発生部6を絶縁碍子3の先端部の側面から中心電極4の側面にかけて連続して配設してなるスパークプラグ1の例である。
その他は、実施例4と同様である。
本例の場合にも、より体積の大きいO−イオン発生部6を配設することができる。その結果、着火性に優れたスパークプラグ1を得ることができる。
その他、実施例4と同様の作用効果を有する。
(Example 5)
This embodiment, as shown in FIG. 10, O - is an example of the
Others are the same as in the fourth embodiment.
In the case of this example, large O more volume - can be disposed
In addition, the same effects as those of the fourth embodiment are obtained.
(実施例6)
本例は、図11に示すごとく、O−イオン発生部6の取付部付近にヒータ11を配設した例である。
即ち、スパークプラグ1の絶縁碍子3の先端部にヒータ11を取付けている。該ヒータ11としては、例えばセラミックヒータを用いることができる。
また、本例においては、O−イオン発生部6を中心電極4の先端部41に接合してある。また、O−イオンを発生させる際においても、中心電極4が負極となる。
(Example 6)
In this example, as shown in FIG. 11, the
That is, the
Further, in this example, the O − ion generator 6 is joined to the
そして、スパークプラグ1の使用時、特に、内燃機関の始動時において、ヒータ11に通電して、O−イオン発生部6の加熱を行い、該O−イオン発生部6を600〜800℃に昇温する。
これにより、O−イオン発生部6を構成する固体電解質体を活性状態として、O−イオンの発生を促進する。
その他は、実施例1と同様である。
Then, when using the
Thereby, the solid electrolyte body which comprises the O < - >
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、内燃機関の始動時においても優れた着火性を確保することができる。即ち、内燃機関の始動時においては、O−イオン発生部6を構成する固体電解質体が低温となっている。そのため、この状態で電圧をかけてもO−イオンを充分に発生させることが困難である。そこで、ヒータ11を用いて始動時においても固体電解質体を高温に保ち活性状態とすることにより、始動時においてもO−イオンを充分に発生させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
なお、本例においては、O−イオン発生部6を中心電極4に接合した例を示したが、O−イオン発生部6を接地電極5あるいは絶縁碍子3に接合した態様においても、本例を適用することができる。
In the case of this example, excellent ignitability can be ensured even when the internal combustion engine is started. That is, when the internal combustion engine is started, the solid electrolyte body constituting the O −
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
In the present example, an example in which the O −
(実施例7)
本例は、図12、図13に示すごとく、O−イオン発生部6と中心電極4との間に、多孔質導電体12を配設してなると共に、中心電極4の先端部41に空隙部42を設けたスパークプラグ1の例である。
上記空隙部42は、多孔質導電体12に面して溝状に形成されていると共に、中心電極4の径方向に貫通している。
また、O−イオン発生部6を中心電極4の先端部41に接合してあり、O−イオンを発生させる際においても中心電極4が負極となる点については、実施例6と同様である。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 7)
In this example, as shown in FIGS. 12 and 13, the
The
Further, the point that the O −
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、空隙部42から多孔質導電体12を通してO−イオン発生部6へ酸素を供給することもできる。それ故、O−イオン発生部6へ、より多くの酸素を供給することができる。そのため、O−イオン発生部6において、より多くのO−イオンを発生させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, oxygen can also be supplied from the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例8)
本例は、図14に示すごとく、O−イオンによる酸化速度を、酸素(O2)による酸化速度と比較した例である。
本例においては、NOをNO2に酸化する場合の酸化速度を測定した。測定結果を図14に示す。
同図より、O−イオンによる酸化速度は、酸素(O2)による酸化速度の約3×107倍と極めて大きいことが分かる。
従って、上述したごとく、内燃機関の燃焼室において、O−イオンを燃料と反応させることにより、容易に燃焼し、着火性を向上させることができることが分かる。
(Example 8)
In this example, as shown in FIG. 14, the oxidation rate by O − ions is compared with the oxidation rate by oxygen (O 2 ).
In this example, the oxidation rate when NO is oxidized to NO 2 was measured. The measurement results are shown in FIG.
From the figure, it can be seen that the oxidation rate by O − ions is extremely high, about 3 × 10 7 times the oxidation rate by oxygen (O 2 ).
Therefore, as described above, it can be seen that, by reacting
(実施例9)
本例は、図15に示すごとく、火花放電ギャップG付近におけるO−イオンの濃度と、着火性との関係を調べた例である。
即ち、火花放電ギャップG付近におけるO−イオンの濃度を種々変更したときの、リーン燃焼限界となる空燃比A/Fを測定した。このリーン燃焼限界空燃比が高くなるほど、着火性に優れていることとなる。
測定結果を図15に示す。
Example 9
This embodiment, as shown in FIG. 15, O near the spark discharge gap G - and the concentration of ions is an example of examining the relationship between ignitability.
That is, the air-fuel ratio A / F that becomes the lean combustion limit when the concentration of O − ions in the vicinity of the spark discharge gap G was changed was measured. The higher the lean combustion limit air-fuel ratio, the better the ignitability.
The measurement results are shown in FIG.
同図より分かるように、O−イオン濃度が高くなるほどリーン燃焼限界空燃比が高くなる。そして、例えば、O−イオン濃度を1000ppm以上に高めると、リーン燃焼限界空燃比がA/F=約25以上と高くなる。
従って、火花放電ギャップ付近におけるO−イオン濃度を高くすることにより、着火性を向上させることができることが分かる。
As seen from FIG, O - higher ion concentration increases lean combustion limit air-fuel ratio becomes higher. Then, for example, O - Increasing the ion concentration above 1000 ppm, the lean combustion limit air-fuel ratio becomes high as A / F = about 25 or more.
Therefore, it can be seen that the ignitability can be improved by increasing the O − ion concentration in the vicinity of the spark discharge gap.
1 スパークプラグ
2 取付金具
3 絶縁碍子
4 中心電極
41 先端部
5 接地電極
6 O−イオン発生部
7 内燃機関
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、
該絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、
上記取付金具に取付けられると共に上記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成する接地電極と、
O−イオンを発生させるO−イオン発生部とを備えてなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。 A mounting bracket with a mounting screw on the outer periphery;
An insulator held on the central axis side of the mounting bracket;
A central electrode held on the central axis side of the insulator;
A grounding electrode that is attached to the mounting bracket and forms a spark discharge gap with the tip of the center electrode;
O - O generating ions - spark plug for an internal combustion engine, characterized by comprising a ion generating unit.
該内燃機関は、上記混合気に着火するためのスパークプラグを、該スパークプラグの先端部が上記燃焼室に露出するように配設してなり、上記スパークプラグの先端部には、O−イオンを発生させるO−イオン発生部を配設してあることを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine for using an expansion force generated by burning an air-fuel mixture introduced into a combustion chamber as a power source,
The internal combustion engine, a spark plug for igniting the above mixture, the tip portion of the spark plug is then disposed so as to be exposed to the combustion chamber, the tip portion of the spark plug, O - ions O to generate - an internal combustion engine, characterized in that are arranged an ion generating unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005230879A JP2007048562A (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005230879A JP2007048562A (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007048562A true JP2007048562A (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37851227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005230879A Pending JP2007048562A (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007048562A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109787091A (en) * | 2019-04-02 | 2019-05-21 | 极燃动力科技(浙江自贸区)有限公司 | A kind of spark plug |
-
2005
- 2005-08-09 JP JP2005230879A patent/JP2007048562A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109787091A (en) * | 2019-04-02 | 2019-05-21 | 极燃动力科技(浙江自贸区)有限公司 | A kind of spark plug |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1788235B1 (en) | Plasma jet spark plug and ignition system | |
US8418668B2 (en) | Plasma igniter and ignition device for internal combustion engine | |
JP5691662B2 (en) | Non-thermal equilibrium plasma ignition device | |
EP2171813B1 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
US9331458B2 (en) | Ignition system | |
US7105990B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JPH0218883A (en) | Spark plug | |
JP2008045449A (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JP6548610B2 (en) | Plasma jet plug | |
JP2010170996A (en) | Ignition plug and ignition system | |
JP2008287917A (en) | Sparking plug for internal combustion engine | |
JP2014154529A (en) | Ignition system | |
JP2007048562A (en) | Spark plug for internal combustion engine, and internal combustion engine | |
JP4650765B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JP2007280640A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JP2007134127A (en) | Spark plug and igniter | |
JP2006070830A (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JP5316056B2 (en) | Internal combustion engine with plasma ignition device | |
JP2010096144A (en) | Spark-ignition internal combustion engine | |
JPH09266056A (en) | Spark plug | |
RU2175160C1 (en) | Surface-discharge spark plug | |
JPS6123636B2 (en) | ||
KR100224368B1 (en) | Spark plug | |
JP2007309233A (en) | Internal combustion engine with oxygen negative ion generating member | |
JP2010209837A (en) | Plasma ignition device |