JP2008082286A - Internal combustion engine, and its igniter - Google Patents

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雅夫 木下
Masateru Ebina
正輝 蝦名
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber with further small energy consumption without complicating a structure. <P>SOLUTION: When a D.C. voltage is applied between a center electrode 51 and a ground electrode 53, a spark plug 31 can ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 by D.C. discharge generated in a gap 52 between a tip 51a of the center electrode 51 and a tip 53a of the ground electrode 53. When electromagnetic waves are radiated toward the inside of the combustion chamber 3 from an electromagnetic wave radiator, the spark plug 31 can ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 by plasma discharge generated by locally enhancing electromagnetic intensity of the electromagnetic waves in the combustion chamber 3 in the vicinity of the tip 51a of the center electrode 51 and in the vicinity of the tip 53a of the ground electrode 53. By selectively carrying out either ignition by the plasma discharge or by the D.C. discharge, electric energy consumed in igniting the air-fuel mixture can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関及びその点火装置に関し、特に、電磁波を利用して燃焼室内の混合気に点火することが可能な内燃機関及びその点火装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine and its ignition device, and more particularly to an internal combustion engine capable of igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber using electromagnetic waves and its ignition device.

この種の内燃機関の点火装置として、下記特許文献1に示すものが開示されている。以下、特許文献1の内燃機関の点火装置について、図17を用いて説明する。   As an ignition device for this type of internal combustion engine, a device disclosed in Patent Document 1 below is disclosed. Hereinafter, the ignition device for an internal combustion engine of Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

図17に示す点火装置101において、同軸的な共振器(同軸線路)103は、外側導体104及び内側導体105から成っている。共振器103の内側導体105の一端部に設けられた結合箇所107には、供給線路108が同軸的に誘導式及び/又は容量式に結合されており、マイクロ波電源により発生させた高周波信号(電磁波)がこの供給線路108を介して共振器103に供給される。一方、共振器103の開放した内側導体105の他端部105aは内燃機関の燃焼室内に突入しており、この他端部105aが点火ピンとして燃焼室内の混合気の点火を行う。   In the ignition device 101 shown in FIG. 17, a coaxial resonator (coaxial line) 103 includes an outer conductor 104 and an inner conductor 105. A supply line 108 is coaxially coupled inductively and / or capacitively to a coupling point 107 provided at one end of the inner conductor 105 of the resonator 103, and a high-frequency signal ( Electromagnetic wave) is supplied to the resonator 103 via the supply line 108. On the other hand, the other end 105a of the inner conductor 105 opened by the resonator 103 enters the combustion chamber of the internal combustion engine, and the other end 105a serves as an ignition pin to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber.

その他にも、下記特許文献2〜5による内燃機関の点火装置が開示されている。また、内燃機関のピストン位置を検出するためにマイクロ波を使用する技術が下記特許文献6に開示されている。   In addition, the ignition device of the internal combustion engine by the following patent documents 2-5 is indicated. Further, a technique using microwaves for detecting the piston position of an internal combustion engine is disclosed in Patent Document 6 below.

特開2004−87498号公報JP 2004-87498 A 特開2006−132518号公報JP 2006-132518 A 特開2005−183396号公報JP 2005-183396 A 特開2005−180446号公報JP 2005-180446 A 特開2005−180435号公報JP 2005-180435 A 米国特許第4403504号明細書U.S. Pat. No. 4,403,504

電磁波を燃焼室内へ向けて放射して混合気に点火する点火装置では、点火栓に直流電圧を印加して混合気に点火する点火装置と比較して、より希薄な混合気を着火させることが可能となるものの、混合気の着火の際に消費される電気エネルギーが増大する。そのため、電磁波を利用して燃焼室内の混合気に点火することが可能な点火装置において、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で混合気に効率よく点火できることが要求される。   In an ignition device that radiates electromagnetic waves into the combustion chamber and ignites the mixture, a leaner mixture can be ignited compared to an ignition device that ignites the mixture by applying a DC voltage to the spark plug. Although possible, the electrical energy consumed when the mixture is ignited increases. Therefore, in an ignition device that can ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber using electromagnetic waves, it is required that the air-fuel mixture can be efficiently ignited with less energy consumption without complicating the configuration.

本発明は、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室内の混合気に効率よく点火することができる内燃機関及びその点火装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can efficiently ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber with less energy consumption without complicating the configuration, and an ignition device thereof.

本発明に係る内燃機関及びその点火装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The internal combustion engine and its ignition device according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係る内燃機関の点火装置は、燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置であって、燃焼室内に突出する点火用電極間に直流電圧が印加されることで発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火することが可能な点火栓と、電磁波を発生させるための電磁波発生源と、電磁波発生源にて発生した電磁波を燃焼室内へ向けて放射するための電磁波放射器と、を備え、点火栓は、点火用電極間に直流電圧が印加された場合は、点火用電極間に発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火し、電磁波発生源にて発生した電磁波が電磁波放射器から燃焼室内へ向けて放射された場合は、点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室内の混合気に点火することを要旨とする。   An ignition apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is an ignition apparatus for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber, and a DC discharge that is generated by applying a DC voltage between ignition electrodes protruding into the combustion chamber. An ignition plug capable of igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber, an electromagnetic wave generation source for generating an electromagnetic wave, an electromagnetic wave emitter for radiating the electromagnetic wave generated in the electromagnetic wave generation source toward the combustion chamber, When a DC voltage is applied between the ignition electrodes, the spark plug ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber by a DC discharge generated between the ignition electrodes, and the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source When radiated from an electromagnetic wave emitter into the combustion chamber, the mixture in the combustion chamber should be ignited by plasma discharge generated by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber in the vicinity of the ignition electrode. Abstract To.

本発明においては、点火栓の点火用電極間に直流電圧を印加して、点火用電極間に直流放電を発生させることで、燃焼室内の混合気に点火することができる。さらに、燃焼室内へ向けて電磁波を放射して、点火栓の点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電によっても、燃焼室内の混合気に点火することができる。このように、電磁波を用いたプラズマ放電による点火だけでなく、点火栓の直流放電による点火も行うことで、混合気の着火の際に消費されるエネルギーを低減することができる。さらに、点火栓を利用して、燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めてプラズマ放電を発生させることができるので、装置の構成の複雑化を招くこともない。したがって、本発明によれば、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室内の混合気に効率よく点火することができる。   In the present invention, an air-fuel mixture in the combustion chamber can be ignited by applying a DC voltage between the ignition electrodes of the spark plug to generate a DC discharge between the ignition electrodes. Furthermore, the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited by plasma discharge generated by radiating electromagnetic waves into the combustion chamber and locally increasing the electric field strength of the electromagnetic waves in the combustion chamber near the ignition electrode of the spark plug. can do. Thus, not only ignition by plasma discharge using electromagnetic waves but also ignition by direct current discharge of the spark plug can reduce energy consumed when the air-fuel mixture is ignited. Furthermore, since the plasma discharge can be generated by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber using the spark plug, the configuration of the apparatus is not complicated. Therefore, according to the present invention, the air-fuel mixture in the combustion chamber can be efficiently ignited with less energy consumption without complicating the configuration.

本発明の一態様では、点火用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好適である。この態様によれば、点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を効率よく高めることができ、プラズマ放電を効率よく発生させることができる。   In one embodiment of the present invention, it is preferable that the protruding length of the ignition electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave. According to this aspect, the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber can be efficiently increased in the vicinity of the ignition electrode, and plasma discharge can be efficiently generated.

本発明の一態様では、電磁波発生源にて発生した電磁波を点火栓へ供給するための電磁波伝送手段を備え、電磁波放射器として点火栓が電磁波発生源にて発生した電磁波を点火用電極から燃焼室内へ向けて放射することが好適である。この態様によれば、点火栓を利用して、電磁波を燃焼室内へ向けて放射することができるとともに、燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めてプラズマ放電を発生させることができるので、装置の構成の簡略化を図ることができる。また、この態様では、電磁波伝送手段は、導波管を含み、点火栓の一端部が導波管内に挿入されており、点火用電極が点火栓の他端部にて燃焼室内に突出していることが好適である。   In one aspect of the present invention, an electromagnetic wave transmission means for supplying an electromagnetic wave generated by an electromagnetic wave generation source to an ignition plug is provided, and the electromagnetic wave generated by the ignition plug as an electromagnetic wave emitter is burned from the ignition electrode. It is preferable to radiate indoors. According to this aspect, the spark plug can be used to radiate electromagnetic waves toward the combustion chamber, and the electric field strength of the electromagnetic waves in the combustion chamber can be locally increased to generate plasma discharge. The configuration of the apparatus can be simplified. In this aspect, the electromagnetic wave transmission means includes a waveguide, one end of the spark plug is inserted into the waveguide, and the ignition electrode projects into the combustion chamber at the other end of the spark plug. Is preferred.

本発明の一態様では、燃焼室内の混合気に点火する際に、点火用電極間に直流電圧を印加するか、電磁波発生源にて電磁波を発生させて電磁波放射器から燃焼室内へ向けて放射するかを、混合気の空燃比に基づいて選択することが好適である。この態様によれば、混合気の空燃比に基づいて適切な点火方法を選択することができる。また、この態様では、混合気の空燃比が理論空燃比及びその近傍の範囲内であるときは、点火用電極間に直流電圧を印加する方を選択することで、混合気の着火の際に消費されるエネルギーを低減することができる。また、この態様では、混合気の空燃比が理論空燃比よりも大きい所定比以上であるときは、電磁波発生源にて電磁波を発生させて電磁波放射器から燃焼室内へ向けて放射する方を選択することで、より希薄な混合気を着火させることができる。   In one aspect of the present invention, when igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber, a DC voltage is applied between the electrodes for ignition, or an electromagnetic wave is generated by an electromagnetic wave generation source and radiated from an electromagnetic wave radiator toward the combustion chamber. It is preferable to select whether to do this based on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. According to this aspect, an appropriate ignition method can be selected based on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. Further, in this aspect, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is within the stoichiometric air-fuel ratio and a range in the vicinity thereof, by selecting the method of applying a DC voltage between the ignition electrodes, the air-fuel mixture is ignited. The consumed energy can be reduced. Further, in this aspect, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is equal to or greater than a predetermined ratio greater than the stoichiometric air-fuel ratio, the method of generating an electromagnetic wave from the electromagnetic wave generation source and radiating it from the electromagnetic wave radiator into the combustion chamber is selected. By doing so, a leaner air-fuel mixture can be ignited.

また、本発明に係る内燃機関の点火装置は、燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置であって、燃焼室内に突出する放電用電極間に直流電圧が印加されることで発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火することが可能な点火栓と、電磁波を発生させるための電磁波発生源と、電磁波発生源にて発生した電磁波を点火栓へ伝搬させるための電磁波伝送手段と、燃焼室に臨んで配設された電極であって、燃焼室内に電磁波が伝搬した場合に該電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めるための点火用電極と、を備え、放電用電極間に直流電圧を印加した場合は、放電用電極間に発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火し、電磁波発生源にて電磁波を発生させた場合は、点火栓が電磁波を放電用電極から燃焼室内へ向けて放射し、点火用電極がその近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室内の混合気に点火することを要旨とする。   An ignition device for an internal combustion engine according to the present invention is an ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber, and is generated when a DC voltage is applied between discharge electrodes protruding into the combustion chamber. An ignition plug capable of igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber by direct current discharge; an electromagnetic wave generation source for generating electromagnetic waves; and an electromagnetic wave transmission means for propagating the electromagnetic waves generated by the electromagnetic wave generation source to the ignition plugs An electrode arranged facing the combustion chamber, the electrode for ignition for locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber in the vicinity of the electrode when the electromagnetic wave propagates in the combustion chamber When a DC voltage is applied between the discharge electrodes, the mixture in the combustion chamber is ignited by a DC discharge generated between the discharge electrodes, and when an electromagnetic wave is generated by the electromagnetic wave generation source, the ignition plug From the discharge electrode Towards chamber radiates, ignition electrode is summarized in that igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber by a plasma discharge generated by increasing locally the field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber at its near.

本発明においては、点火栓の放電用電極間に直流電圧を印加して、放電用電極間に直流放電を発生させることで、燃焼室内の混合気に点火することができる。さらに、点火栓の放電用電極から燃焼室内へ向けて電磁波を放射して、点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電によっても、燃焼室内の混合気に点火することができる。このように、電磁波を用いたプラズマ放電による点火だけでなく、点火栓の直流放電による点火も行うことで、混合気の着火の際に消費されるエネルギーを低減することができる。さらに、点火栓を利用して、電磁波を燃焼室内へ向けて放射することができるので、装置の構成の複雑化を招くこともない。したがって、本発明によれば、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室内の混合気に効率よく点火することができる。   In the present invention, an air-fuel mixture in the combustion chamber can be ignited by applying a DC voltage between the discharge electrodes of the spark plug to generate a DC discharge between the discharge electrodes. Further, the plasma discharge generated by radiating electromagnetic waves from the discharge electrode of the ignition plug toward the combustion chamber and locally increasing the electric field strength of the electromagnetic waves in the combustion chamber in the vicinity of the ignition electrode The mixture can be ignited. Thus, not only ignition by plasma discharge using electromagnetic waves but also ignition by direct current discharge of the spark plug can reduce energy consumed when the air-fuel mixture is ignited. Furthermore, since the electromagnetic wave can be radiated into the combustion chamber using the spark plug, the configuration of the apparatus is not complicated. Therefore, according to the present invention, the air-fuel mixture in the combustion chamber can be efficiently ignited with less energy consumption without complicating the configuration.

本発明の一態様では、電磁波伝送手段は、導波管を含み、点火栓の一端部が導波管内に挿入されており、放電用電極が点火栓の他端部にて燃焼室内に突出していることが好適である。また、本発明の一態様では、点火用電極として放電用電極が燃焼室内に電磁波が伝搬した場合に該電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることが好適である。この態様によれば、点火栓を利用して、電磁波を燃焼室内へ向けて放射することができるとともに、燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めてプラズマ放電を発生させることができるので、装置の構成の簡略化を図ることができる。   In one aspect of the present invention, the electromagnetic wave transmission means includes a waveguide, one end of the spark plug is inserted into the waveguide, and the discharge electrode projects into the combustion chamber at the other end of the spark plug. It is preferable that In one embodiment of the present invention, when the discharge electrode as the ignition electrode propagates an electromagnetic wave in the combustion chamber, it is preferable to locally increase the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber near the electrode. According to this aspect, the spark plug can be used to radiate electromagnetic waves toward the combustion chamber, and the electric field strength of the electromagnetic waves in the combustion chamber can be locally increased to generate plasma discharge. The configuration of the apparatus can be simplified.

本発明の一態様では、放電用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることで、電磁波を放電用電極から燃焼室内へ向けて効率よく放射することができる。また、本発明の一態様では、点火用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることで、点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を効率よく高めることができ、プラズマ放電を効率よく発生させることができる。   In one embodiment of the present invention, the length of protrusion of the discharge electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 to 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave, so that the electromagnetic wave is burned from the discharge electrode. It can radiate efficiently toward the room. Further, according to one aspect of the present invention, the length of protrusion of the ignition electrode into the combustion chamber is set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave. Thus, the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber can be increased efficiently, and plasma discharge can be generated efficiently.

また、本発明に係る内燃機関の点火装置は、燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置であって、電磁波を発生させるための電磁波発生源と、電磁波発生源にて発生した電磁波を燃焼室内へ向けて放射するための電磁波放射器と、燃焼室内に突出して配設された電極であって、該電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めるための点火用電極と、を備え、点火用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されており、点火用電極がその近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室内の混合気に点火することを要旨とする。   An ignition device for an internal combustion engine according to the present invention is an ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber, and an electromagnetic wave generation source for generating an electromagnetic wave and an electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source. Electromagnetic wave emitter for radiating into the combustion chamber, and an electrode protruding and disposed in the combustion chamber, and an ignition electrode for locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber in the vicinity of the electrode And the protruding length of the ignition electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave, and the ignition electrode is in the vicinity of the combustion chamber. The gist is to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber by plasma discharge generated by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave.

本発明においては、燃焼室内の混合気に点火する際に、点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を効率よく高めることができ、プラズマ放電を効率よく発生させることができる。したがって、本発明によれば、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室内の混合気に効率よく点火することができる。   In the present invention, when the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited, the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber can be increased efficiently in the vicinity of the ignition electrode, and plasma discharge can be generated efficiently. Therefore, according to the present invention, the air-fuel mixture in the combustion chamber can be efficiently ignited with less energy consumption without complicating the configuration.

また、本発明に係る内燃機関は、点火装置により燃焼室内の混合気に点火する内燃機関であって、前記点火装置が、本発明に係る内燃機関の点火装置であることを要旨とする。   Moreover, the internal combustion engine which concerns on this invention is an internal combustion engine which ignites the air-fuel | gaseous mixture in a combustion chamber with an ignition device, Comprising: Let the said ignition device be an ignition device of the internal combustion engine which concerns on this invention.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。本実施形態に係る内燃機関の点火装置は、電磁波を燃焼室3内へ向けて放射することで、燃焼室3内の混合気(空気・燃料混合気)に点火することが可能である。
Embodiment 1”
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention, together with the internal combustion engine. The ignition device for an internal combustion engine according to the present embodiment can ignite an air-fuel mixture (air / fuel mixture) in the combustion chamber 3 by radiating electromagnetic waves toward the combustion chamber 3.

内燃機関(エンジン)は、シリンダブロック20及びシリンダヘッド22を備え、シリンダブロック20及びシリンダヘッド22によりシリンダを形成する。シリンダブロック20に形成されたシリンダボアには、その軸線方向に往復運動するピストン11が収容されている。ピストン11の頂面、シリンダブロック20の内壁、及びシリンダヘッド22に囲まれた空間は、燃焼室3を形成する。   The internal combustion engine (engine) includes a cylinder block 20 and a cylinder head 22, and the cylinder block 20 and the cylinder head 22 form a cylinder. The cylinder bore formed in the cylinder block 20 accommodates a piston 11 that reciprocates in the axial direction thereof. The space surrounded by the top surface of the piston 11, the inner wall of the cylinder block 20, and the cylinder head 22 forms a combustion chamber 3.

電磁波発生電源1は、例えば固体素子やマグネトロンや進行波増幅管により構成することができ、電磁波(例えばマイクロ波)を発生、増幅させる役割を果たす。電磁波発生電源1は、電磁波のゲイン及びパルス幅を制御することで、その出力を制御することができる。電磁波発生電源1は、燃焼室3内の混合気に点火する際に電磁波を発生し、発生した電磁波は電磁波伝送路2を伝搬する。   The electromagnetic wave generating power source 1 can be constituted by, for example, a solid element, a magnetron, or a traveling wave amplifier tube, and plays a role of generating and amplifying electromagnetic waves (for example, microwaves). The electromagnetic wave generating power source 1 can control the output by controlling the gain and pulse width of the electromagnetic wave. The electromagnetic wave generating power source 1 generates an electromagnetic wave when igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 3, and the generated electromagnetic wave propagates through the electromagnetic wave transmission path 2.

電磁波伝送路2は、シリンダヘッド22の内部を通ってその端部が燃焼室3に臨んでいる。電磁波伝送路2の端部には、電磁波発生電源1にて発生し電磁波伝送路2を伝搬した電磁波を放射する電磁波放射器4が設けられている。このように、電磁波放射器4が燃焼室3に臨む状態でシリンダヘッド22に配設されていることで、電磁波放射器4から燃焼室3内へ向けて電磁波が放射される。ここでの電磁波放射器4については、高い効率で電磁波を燃焼室3内に放射するために、使用する電磁波の波長の17〜33%に相当する長さx1を燃焼室3内へ突出させている。つまり、電磁波放射器4の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)x1が、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されている。   The end of the electromagnetic wave transmission path 2 faces the combustion chamber 3 through the inside of the cylinder head 22. An electromagnetic wave radiator 4 that radiates an electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation power source 1 and propagated through the electromagnetic wave transmission line 2 is provided at an end of the electromagnetic wave transmission line 2. As described above, the electromagnetic wave radiator 4 is disposed in the cylinder head 22 so as to face the combustion chamber 3, and thus electromagnetic waves are radiated from the electromagnetic wave radiator 4 into the combustion chamber 3. About the electromagnetic wave emitter 4 here, in order to radiate | emit electromagnetic waves in the combustion chamber 3 with high efficiency, the length x1 equivalent to 17 to 33% of the wavelength of the electromagnetic waves to be used is made to protrude into the combustion chamber 3. Yes. That is, the protrusion length (insertion length) x1 of the electromagnetic wave radiator 4 into the combustion chamber 3 is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave to be used.

なお、ここでの電磁波伝送路2としては、例えば同軸ケーブルや導波管等を用いることができる。電磁波伝送路2として同軸ケーブルを用いた場合は、例えば同軸ケーブルの開放した内側導体端部により、電磁波放射器4を構成することができる。一方、電磁波伝送路2として導波管を用いた場合は、例えば導波管の開放した端部を混合気が導波管内に流入しないように絶縁体(例えば誘電率の低いセラミック等の誘電体)で埋めることにより、電磁波放射器4を構成することができる。また、導電体により構成されるピストン11、シリンダブロック20、及びシリンダヘッド22は、接地導体として機能することで、燃焼室3内の電磁波をシールドする役割も果たしている。   In addition, as the electromagnetic wave transmission line 2 here, a coaxial cable, a waveguide, etc. can be used, for example. When a coaxial cable is used as the electromagnetic wave transmission path 2, the electromagnetic wave radiator 4 can be configured by, for example, an open inner conductor end of the coaxial cable. On the other hand, when a waveguide is used as the electromagnetic wave transmission path 2, for example, an insulator (for example, a dielectric such as a ceramic having a low dielectric constant) prevents the air-fuel mixture from flowing into the waveguide at the open end of the waveguide. ), The electromagnetic wave radiator 4 can be configured. In addition, the piston 11, the cylinder block 20, and the cylinder head 22 that are made of a conductor also function as a ground conductor, thereby playing a role of shielding electromagnetic waves in the combustion chamber 3.

そして、本実施形態においては、点火用電極10が燃焼室3に臨んでシリンダヘッド22に取り付けられている。ここでの点火用電極10については、シリンダヘッド22(導電体)の下面に対して、使用する電磁波の波長の17〜33%に相当する長さx2を燃焼室3内へ突出させている。つまり、点火用電極10の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)x2が、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されている。図1では、点火用電極10が燃焼室3上面の中央部に配置されており、点火用電極10における燃焼室3内に突出した先端部が鋭角な円錐形状である例を示している。   In this embodiment, the ignition electrode 10 faces the combustion chamber 3 and is attached to the cylinder head 22. As for the ignition electrode 10 here, a length x2 corresponding to 17 to 33% of the wavelength of the electromagnetic wave used is projected into the combustion chamber 3 with respect to the lower surface of the cylinder head 22 (conductor). That is, the protruding length (insertion length) x2 of the ignition electrode 10 into the combustion chamber 3 is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave to be used. FIG. 1 shows an example in which the ignition electrode 10 is disposed at the center of the upper surface of the combustion chamber 3 and the tip of the ignition electrode 10 protruding into the combustion chamber 3 has an acute cone shape.

この点火用電極10は、その近傍にて燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高める役割を果たす。すなわち、電磁波放射器4から放射された電磁波は燃焼室3内を満たすが、点火用電極10の先端部近傍では、点火用電極10と燃焼室3内の空間の透磁率の違いから燃焼室3内の電磁波の平均電界の数十倍から数百倍程度の高電界を得ることができる。その結果、点火用電極10の先端部近傍において、電磁波供給に伴って燃焼室3内の空間中に電流が流れるブレークダウンが発生する。そして、それが起点となって、燃焼室3内の広い範囲でプラズマ放電が発生することで、燃焼室3内の混合気に点火することができる。ここでのプラズマ放電が発生する領域は、電磁波エネルギーの供給量に応じて変化する。本実施形態では、内燃機関の運転条件に応じて燃焼室3内に供給する電磁波エネルギーを調整することで、適切な混合気の燃焼を実現することができる。なお、典型的な例としては、1J程度のエネルギーの電磁波を電磁波放射器4から放射することで、プラズマ放電を発生させることができ、混合気の点火を行うことができる。   The ignition electrode 10 serves to locally increase the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3 in the vicinity thereof. That is, the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave emitter 4 fills the combustion chamber 3, but in the vicinity of the tip of the ignition electrode 10, the combustion chamber 3 has a difference in permeability between the ignition electrode 10 and the space in the combustion chamber 3. A high electric field of several tens to several hundred times the average electric field of the electromagnetic wave can be obtained. As a result, in the vicinity of the tip of the ignition electrode 10, a breakdown occurs in which a current flows in the space in the combustion chamber 3 with the supply of electromagnetic waves. Then, starting from that, plasma discharge is generated in a wide range in the combustion chamber 3, whereby the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited. The region where the plasma discharge occurs here varies depending on the amount of electromagnetic wave energy supplied. In the present embodiment, by adjusting the electromagnetic wave energy supplied into the combustion chamber 3 according to the operating conditions of the internal combustion engine, it is possible to realize appropriate combustion of the air-fuel mixture. As a typical example, a plasma discharge can be generated by radiating an electromagnetic wave having an energy of about 1 J from the electromagnetic wave emitter 4, and an air-fuel mixture can be ignited.

さらに、接地した円柱形状の密閉容器(定容容器)23を用いた基礎的な計算及び試験結果に基づいて、上記作用について詳述する。図2に示すように、接地した金属容器23の下平面中心部には電磁波放射器4が、その上面には点火用電極10がそれぞれ設けられている。ここでの電磁波放射器4及び点火用電極10については、容器23内への挿入長を任意に変えることができる。電磁波放射器4から容器23内に電磁波を放射すると、容器23内には電界分布が生じる。容器23内の電界は、図2に示すように、電磁波放射器4と点火用電極10の近傍で高くなる。   Further, the above-described operation will be described in detail based on basic calculations and test results using a grounded cylindrical airtight container (constant volume container) 23. As shown in FIG. 2, the electromagnetic wave emitter 4 is provided at the center of the lower plane of the grounded metal container 23, and the ignition electrode 10 is provided on the upper surface thereof. About the electromagnetic wave radiator 4 and the electrode 10 for ignition here, the insertion length in the container 23 can be changed arbitrarily. When electromagnetic waves are emitted from the electromagnetic wave radiator 4 into the container 23, an electric field distribution is generated in the container 23. As shown in FIG. 2, the electric field in the container 23 becomes high in the vicinity of the electromagnetic wave radiator 4 and the ignition electrode 10.

ここで、電磁波放射器4の容器23内への挿入長を一定に保った(供給する電磁波波長の1/4に固定した)状態で、点火用電極10の容器23内への挿入長を変化させる。その場合における点火用電極10の挿入長と点火用電極10直下の電界強度との関係を図3に示す。ただし、図3では、点火用電極10の挿入長を電磁波波長で割った無次元長さとしている。図3に示すように、点火用電極10直下の電界強度は、無次元長さが0.17以上(点火用電極10の挿入長が電磁波波長の0.17倍以上)になるとほぼ飽和し、無次元長さが0.25である(点火用電極10の挿入長が電磁波波長の1/4である)場合に最大となる。そして、点火用電極10直下の電界強度は、無次元長さが0.33以上(点火用電極10の挿入長が電磁波波長の0.33倍以上)になると急激に減少する。なお、ここでは、点火用電極10の挿入長を変えた場合の電界強度の変化について述べたが、電磁波放射器4の挿入長を変えた場合でも、同様の電界強度の変化が生じる。   Here, the insertion length of the ignition electrode 10 into the container 23 is changed in a state where the insertion length of the electromagnetic wave emitter 4 into the container 23 is kept constant (fixed to ¼ of the supplied electromagnetic wave wavelength). Let FIG. 3 shows the relationship between the insertion length of the ignition electrode 10 and the electric field intensity directly below the ignition electrode 10 in that case. However, in FIG. 3, it is set as the dimensionless length which divided the insertion length of the electrode 10 for ignition by the electromagnetic wave wavelength. As shown in FIG. 3, the electric field intensity directly under the ignition electrode 10 is almost saturated when the dimensionless length is 0.17 or more (the insertion length of the ignition electrode 10 is 0.17 times or more of the electromagnetic wave wavelength), It becomes the maximum when the dimensionless length is 0.25 (the insertion length of the ignition electrode 10 is ¼ of the electromagnetic wave wavelength). The electric field intensity immediately below the ignition electrode 10 decreases rapidly when the dimensionless length becomes 0.33 or more (the insertion length of the ignition electrode 10 is 0.33 times or more the electromagnetic wave wavelength). Here, the change in electric field strength when the insertion length of the ignition electrode 10 is changed has been described, but the same change in electric field strength occurs even when the insertion length of the electromagnetic wave radiator 4 is changed.

容器23内に突出した点火用電極10は、その近傍の電界を局所的に集中させる働きをする。電界集中が生じる効果は、点火用電極10の挿入長に依存し、供給する電磁波波長の17〜33%に相当する長さで顕著に得られ、供給する電磁波波長の25%に相当する長さで最大となる。そして、電界集中の度合いは、点火用電極10の形状にも依存し、特に、その先端部が細く、鋭角である場合に電界集中の度合いが増す。   The ignition electrode 10 protruding into the container 23 serves to locally concentrate the electric field in the vicinity thereof. The effect of the electric field concentration depends on the insertion length of the ignition electrode 10 and is remarkably obtained at a length corresponding to 17 to 33% of the supplied electromagnetic wave wavelength, and a length corresponding to 25% of the supplied electromagnetic wave wavelength. Is the largest. The degree of electric field concentration also depends on the shape of the ignition electrode 10, and the degree of electric field concentration increases particularly when the tip portion is thin and has an acute angle.

また、本試験では、無次元長さをほぼ0.17以上にすると、定容容器23上面の広い範囲でプラズマ放電が発生した。これは高い電界により容器23内の空気がブレークダウンし、それを起点として広い範囲にプラズマ放電が誘起されたものである。そして、そのプラズマ放電が発生する範囲は、電磁波エネルギーの供給量に応じて変化することが確認できた。さらに、容器23内に炭化水素予混合気を供給して、上述したプラズマ放電が生じる条件を整えると、従来型式の点火系では着火させることができない非常に希薄な予混合気でも、容易に着火・燃焼することが確認できた。プラズマ放電を効率よく発生させるためには、点火用電極10近傍の電界強度が(最大値に)ほぼ飽和する範囲内に点火用電極10の挿入長を設定することが有効である。   In this test, when the dimensionless length was about 0.17 or more, plasma discharge occurred in a wide range on the upper surface of the constant volume container 23. In this case, the air in the container 23 is broken down by a high electric field, and plasma discharge is induced in a wide range starting from the air. And it has confirmed that the range which the plasma discharge generate | occur | produces changes according to the supply amount of electromagnetic wave energy. Furthermore, if a hydrocarbon premixed gas is supplied into the vessel 23 and conditions for generating the above-described plasma discharge are adjusted, even a very lean premixed gas that cannot be ignited by a conventional ignition system can be easily ignited. -It was confirmed that it burned. In order to efficiently generate plasma discharge, it is effective to set the insertion length of the ignition electrode 10 within a range where the electric field intensity in the vicinity of the ignition electrode 10 is substantially saturated (to the maximum value).

以上の結果から、本実施形態では、点火用電極10の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定することで、その近傍の電界強度を効率よく高めることができ、燃焼室3内の広い範囲でプラズマ放電を効率よく発生させることができる。そのため、装置の構成の複雑化を招くことなく、より少ない電磁波エネルギーで燃焼室3内の混合気に効率よく点火することができる。その結果、より希薄な混合気を効率よく着火させることが可能となり、高い熱効率で低NOxの燃焼を実現することができる。さらに、点火用電極10の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.25倍(あるいはその近傍)に設定することで、その近傍の電界強度が最も高くなるため、最も効率よくプラズマ放電を発生させることができる。また、本実施形態では、点火用電極10の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.17倍(あるいはその近傍)に設定することで、点火用電極10への熱負荷を低減しながらプラズマ放電を効率よく発生させることができる。なお、本実施形態では、プラズマ放電を効率よく発生させるために、点火用電極10の突出長さx2を電磁波波長の0.25倍に設定したときの点火用電極10近傍の電界強度を1(最大電界値)として、点火用電極10近傍の電界強度が最大電界値の0.9倍以上(且つ1.0倍以下)になるように、点火用電極10の突出長さx2を設定することもできる。   From the above results, in this embodiment, by setting the projection length x2 of the ignition electrode 10 into the combustion chamber 3 to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the electromagnetic wave wavelength, the electric field in the vicinity thereof is set. The strength can be increased efficiently, and plasma discharge can be efficiently generated in a wide range in the combustion chamber 3. For this reason, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be efficiently ignited with less electromagnetic energy without complicating the configuration of the apparatus. As a result, a leaner air-fuel mixture can be ignited efficiently, and low NOx combustion can be realized with high thermal efficiency. Furthermore, by setting the projection length x2 of the ignition electrode 10 into the combustion chamber 3 to be 0.25 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof), the electric field strength in the vicinity thereof is maximized, so that it is most efficient. Plasma discharge can be generated. Further, in the present embodiment, by setting the projection length x2 of the ignition electrode 10 into the combustion chamber 3 to be 0.17 times (or in the vicinity of) the electromagnetic wave wavelength, the heat load on the ignition electrode 10 is set. Plasma discharge can be generated efficiently while reducing. In the present embodiment, in order to efficiently generate plasma discharge, the electric field strength in the vicinity of the ignition electrode 10 when the protrusion length x2 of the ignition electrode 10 is set to 0.25 times the electromagnetic wave wavelength is 1 ( As the maximum electric field value), the protrusion length x2 of the ignition electrode 10 is set so that the electric field strength in the vicinity of the ignition electrode 10 is 0.9 times or more (and 1.0 times or less) of the maximum electric field value. You can also.

「実施形態2」
図4,5は、本発明の実施形態2に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。以下の実施形態2の説明では、実施形態1と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiment 2”
4 and 5 are diagrams showing a schematic configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to Embodiment 2 of the present invention, together with the internal combustion engine. In the following description of the second embodiment, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

本実施形態では、実施形態1と比較して、点火用電極として中心電極51及び接地電極53を有する点火栓31が燃焼室3に臨んでシリンダヘッド22に取り付けられている。図4,5に示す例では、点火栓31が燃焼室3上面の中央部に配置されている。中心電極51は、その両端部を除いて絶縁体55により被覆されている。点火栓31と直流電源33との間には、スイッチング素子34及び点火用コイル35を有する直流点火用回路30が設けられており、点火栓31の一端部31a(中心電極51)が直流用コード32を介して点火用コイル35に接続されている。中心電極51の先端部51a及び接地電極53の先端部53aは、点火栓31の他端部31bにて燃焼室3内に突出しており、中心電極51の先端部51aと接地電極53の先端部53aとの間には空隙52が形成されている。直流点火用回路30により点火栓31の中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加することで、中心電極51の先端部51aと接地電極53の先端部53aとの間の空隙52に直流放電が発生する。つまり、点火栓31は、点火用コイル35もしくはコンデンサ(図示せず)に蓄積された電気エネルギーを利用して直流放電を行うことが可能である。この直流放電によって、燃焼室3内の混合気に点火することができる。   In the present embodiment, as compared with the first embodiment, a spark plug 31 having a center electrode 51 and a ground electrode 53 as ignition electrodes is attached to the cylinder head 22 so as to face the combustion chamber 3. In the example shown in FIGS. 4 and 5, the spark plug 31 is disposed at the center of the upper surface of the combustion chamber 3. The center electrode 51 is covered with an insulator 55 except for its both ends. A DC ignition circuit 30 having a switching element 34 and an ignition coil 35 is provided between the spark plug 31 and the DC power source 33, and one end portion 31a (center electrode 51) of the ignition plug 31 is connected to a DC cord. It is connected to the ignition coil 35 via 32. The tip 51 a of the center electrode 51 and the tip 53 a of the ground electrode 53 protrude into the combustion chamber 3 at the other end 31 b of the spark plug 31, and the tip 51 a of the center electrode 51 and the tip of the ground electrode 53. A gap 52 is formed between 53a and 53a. By applying a DC voltage between the center electrode 51 of the spark plug 31 and the ground electrode 53 by the DC ignition circuit 30, the gap 52 between the front end portion 51 a of the center electrode 51 and the front end portion 53 a of the ground electrode 53. DC discharge occurs in That is, the spark plug 31 can perform a direct current discharge using electrical energy stored in the ignition coil 35 or a capacitor (not shown). The air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited by this direct current discharge.

さらに、本実施形態では、電磁波発生電源1にて発生させた電磁波を電磁波放射器4から燃焼室3内に放射することによっても、燃焼室3内の混合気に点火することができる。その場合は、点火栓31を燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高めるための点火用電極10として用いる。図5に示すように、点火栓31の他端部31bに設けられた接地電極53については、その近傍での電界強度を効率よく高めるために、シリンダヘッド22の下面に対して、使用する電磁波の波長の17〜33%に相当する長さx2を燃焼室3内へ突出させることが好ましい。つまり、接地電極53の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)x2が、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好ましい。   Furthermore, in this embodiment, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can also be ignited by radiating the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generating power source 1 from the electromagnetic wave radiator 4 into the combustion chamber 3. In that case, the spark plug 31 is used as the ignition electrode 10 for locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3. As shown in FIG. 5, with respect to the ground electrode 53 provided at the other end 31b of the spark plug 31, the electromagnetic wave used for the lower surface of the cylinder head 22 in order to efficiently increase the electric field strength in the vicinity thereof. It is preferable that a length x2 corresponding to 17 to 33% of the wavelength is projected into the combustion chamber 3. That is, it is preferable that the projecting length (insertion length) x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 is set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave to be used.

本実施形態では、点火栓31は、中心電極51と接地電極53との間に直流電圧が印加された場合は、中心電極51の先端部51aと接地電極53の先端部53aとの間の空隙52に発生する直流放電により燃焼室3内の混合気に点火することができる。一方、電磁波発生電源1にて発生した電磁波が電磁波放射器4から燃焼室3内へ向けて放射された場合は、点火栓31は、中心電極51の先端部51a近傍及び接地電極53の先端部53a近傍(あるいはそれらのいずれか一方)にて燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室3内の混合気に点火することができる。このように、電磁波を用いたプラズマ放電による点火だけでなく、点火栓31の直流放電による点火も行うことで、混合気の着火の際に消費される電気エネルギーを低減することができる。典型的な例としては、電磁波を利用して点火を行う場合は、混合気の着火に1J程度の電磁波のエネルギーを必要とするのに対して、直流放電により点火を行う場合は、50mJ程度の電気エネルギーで混合気の着火を行うことが可能である。さらに、点火栓31を利用して、燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高めてプラズマ放電を発生させることができるので、装置の構成の複雑化を招くこともない。したがって、本実施形態によれば、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室3内の混合気に効率よく点火することができる。   In the present embodiment, the spark plug 31 has a gap between the tip 51 a of the center electrode 51 and the tip 53 a of the ground electrode 53 when a DC voltage is applied between the center electrode 51 and the ground electrode 53. The air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited by the DC discharge generated at 52. On the other hand, when the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generating power source 1 is radiated from the electromagnetic wave emitter 4 into the combustion chamber 3, the ignition plug 31 is located near the front end portion 51 a of the center electrode 51 and the front end portion of the ground electrode 53. The air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited by plasma discharge generated by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3 in the vicinity of 53a (or one of them). In this way, not only ignition by plasma discharge using electromagnetic waves but also ignition by direct current discharge of the spark plug 31 can reduce the electric energy consumed when the air-fuel mixture is ignited. As a typical example, when ignition is performed using electromagnetic waves, energy of electromagnetic waves of about 1 J is required for ignition of the air-fuel mixture, whereas when ignition is performed by DC discharge, about 50 mJ is required. It is possible to ignite the air-fuel mixture with electric energy. Furthermore, since the plasma discharge can be generated by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3 by using the spark plug 31, the configuration of the apparatus is not complicated. Therefore, according to this embodiment, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be efficiently ignited with less energy consumption without causing complication of the configuration.

さらに、本実施形態では、点火栓31の接地電極53の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定することで、その近傍の電界強度を効率よく高めることができ、燃焼室3内の広い範囲でプラズマ放電を効率よく発生させることができる。さらに、接地電極53の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.25倍(あるいはその近傍)に設定することで、その近傍の電界強度が最も高くなるため、最も効率よくプラズマ放電を発生させることができる。また、接地電極53の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.17倍(あるいはその近傍)に設定することで、点火栓31への熱負荷を低減しながらプラズマ放電を効率よく発生させることができる。   Further, in the present embodiment, the length x2 of the ground electrode 53 of the spark plug 31 protruding into the combustion chamber 3 is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the electromagnetic wave wavelength, so that the electric field in the vicinity thereof The strength can be increased efficiently, and plasma discharge can be efficiently generated in a wide range in the combustion chamber 3. Furthermore, by setting the projection length x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 to be 0.25 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof), the electric field strength in the vicinity thereof becomes the highest, so that the plasma is most efficiently generated. A discharge can be generated. Further, by setting the projection length x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 to be 0.17 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof), the plasma discharge is efficiently performed while reducing the thermal load on the spark plug 31. Can be generated well.

本実施形態では、燃焼室3内の混合気に点火する際に、中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加するか、電磁波発生電源1にて電磁波を発生させて電磁波放射器4から燃焼室3内へ向けて放射するかを、電子制御装置により選択することができる。以下、電子制御装置により燃焼室3内の混合気に点火する方法の好適な具体例について説明する。   In this embodiment, when the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is ignited, a DC voltage is applied between the center electrode 51 and the ground electrode 53 or an electromagnetic wave is generated by the electromagnetic wave generating power source 1 to generate an electromagnetic wave radiator. Whether to radiate from 4 toward the combustion chamber 3 can be selected by an electronic control unit. Hereinafter, a preferred specific example of the method of igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 by the electronic control device will be described.

実施形態1における容器23を用いて、点火栓31の中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加した場合と、電磁波放射器4から電磁波を放射した場合とにおける燃焼特性の相違を調べた結果を図6,7に示す。図6の細線は、中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加した場合(直流放電により点火を行う場合)における容器23内の圧力履歴を示す。直流放電により点火を行う場合は、当量比φ1.0(理論混合比)とφ0.8の混合気では正常に燃焼したが、φ0.6の混合気では着火せず、圧力上昇は認められなかった。   Differences in combustion characteristics between when a DC voltage is applied between the center electrode 51 and the ground electrode 53 of the spark plug 31 and when electromagnetic waves are radiated from the electromagnetic wave radiator 4 using the container 23 of the first embodiment. The examination results are shown in FIGS. The thin line in FIG. 6 shows the pressure history in the container 23 when a DC voltage is applied between the center electrode 51 and the ground electrode 53 (when ignition is performed by DC discharge). When igniting by direct current discharge, the mixture of equivalence ratio φ1.0 (theoretical mixture ratio) and φ0.8 burned normally, but the mixture of φ0.6 did not ignite and no increase in pressure was observed. It was.

一方、図6の太線は、電磁波放射器4から電磁波を放射した場合(プラズマ放電により点火を行う場合)における容器23内の圧力履歴を示す。プラズマ放電により点火を行う場合は、図6の太線に示すように、φ0.6の混合気に留まらず、φ0.4の混合気でも燃焼に伴う圧力上昇を確認することができた。この結果は、電磁波を利用したプラズマ放電による点火が、直流放電による点火と比較して、希薄燃焼限界を向上させる上で非常に高い効果があることを示している。   On the other hand, the thick line in FIG. 6 shows the pressure history in the container 23 when electromagnetic waves are emitted from the electromagnetic wave radiator 4 (when ignition is performed by plasma discharge). When ignition was performed by plasma discharge, as shown by the thick line in FIG. 6, not only the mixture of φ0.6, but also the pressure increase due to combustion could be confirmed even in the mixture of φ0.4. This result shows that ignition by plasma discharge using electromagnetic waves has a very high effect in improving the lean combustion limit as compared with ignition by DC discharge.

ただし、直流放電による点火で燃焼可能な当量比φの範囲においては、電磁波を利用した点火による効果は限定されている。図7は、φ0.8の混合気において、直流放電により点火を行う場合(直流放電点火系)と、プラズマ放電により点火を行う場合(電磁波点火系)における容器23内の圧力履歴を示す。図7に示すように、φ0.8の混合気では、電磁波を利用してプラズマ放電により点火を行っても、直流放電による点火と比較して、10%程度の燃焼促進効果に留まっていることがわかる。そのため、理論混合比近傍の燃焼では、電磁波を利用して点火を行っても、混合気の燃焼促進効果に制約があることがわかる。   However, in the range of the equivalence ratio φ that can be combusted by ignition by DC discharge, the effect of ignition using electromagnetic waves is limited. FIG. 7 shows the pressure history in the container 23 in the case where ignition is performed by direct current discharge (direct current discharge ignition system) and in the case of ignition by plasma discharge (electromagnetic wave ignition system) in the φ0.8 air-fuel mixture. As shown in FIG. 7, in the air-fuel mixture of φ0.8, even if ignition is performed by plasma discharge using electromagnetic waves, the combustion promoting effect is limited to about 10% compared to ignition by DC discharge. I understand. Therefore, it can be seen that in the combustion near the theoretical mixture ratio, even if ignition is performed using electromagnetic waves, the combustion promoting effect of the air-fuel mixture is limited.

以上の結果から、燃焼室3内の混合気の空燃比が理論空燃比及びその近傍の範囲内であるときは、電子制御装置は、点火栓31の中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加する方、つまり直流放電により燃焼室3内の混合気に点火する方を選択することが好ましい。これによって、燃焼室3内の混合気に点火する際に消費される電気エネルギーを低減することができる。一方、燃焼室3内の混合気の空燃比が理論空燃比よりも大きい所定比以上であるとき、つまり希薄燃焼させるときは、電子制御装置は、電磁波発生電源1にて電磁波を発生させて電磁波放射器4から燃焼室3内へ向けて放射する方、つまりプラズマ放電により燃焼室3内の混合気に点火する方を選択することが好ましい。これによって、直流放電では着火が困難な希薄混合気でも燃焼させることができるので、低燃費と低エミッションを実現することができる。なお、燃焼室3内の混合気の空燃比については、例えば吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて算出することができる。   From the above results, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is within the stoichiometric air-fuel ratio and the range in the vicinity thereof, the electronic control unit is located between the center electrode 51 of the spark plug 31 and the ground electrode 53. It is preferable to select a method of applying a DC voltage, that is, a method of igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 by DC discharge. Thereby, the electric energy consumed when igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be reduced. On the other hand, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is equal to or greater than a predetermined ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when lean combustion is performed, the electronic control unit generates electromagnetic waves by the electromagnetic wave generating power source 1 to It is preferable to select one that radiates from the radiator 4 into the combustion chamber 3, that is, one that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 by plasma discharge. As a result, even a lean air-fuel mixture that is difficult to ignite with direct current discharge can be burned, so that low fuel consumption and low emission can be realized. Note that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be calculated based on, for example, the intake air amount and the fuel injection amount.

次に、本実施形態の他の構成例について説明する。   Next, another configuration example of this embodiment will be described.

図8は、吸気通路6、排気通路7,吸気弁8、及び排気弁9を図示しており、電磁波放射器4を吸気通路6に臨ませて配設した例を示す。その場合は、吸気弁8もしくはその一部を非導電材(例えば誘電率の低いセラミック等の誘電体)により構成する。これによって、吸気弁8が閉じている状態でも、電磁波放射器4から吸気通路6に放射された電磁波は、吸気弁8を透過して燃焼室3内へ伝搬する。このように、電磁波放射器4を吸気通路6に臨ませることによっても、電磁波を燃焼室3内へ向けて放射することが可能である。   FIG. 8 illustrates the intake passage 6, the exhaust passage 7, the intake valve 8, and the exhaust valve 9, and shows an example in which the electromagnetic wave radiator 4 is disposed facing the intake passage 6. In that case, the intake valve 8 or a part thereof is made of a non-conductive material (for example, a dielectric such as ceramic having a low dielectric constant). Thereby, even when the intake valve 8 is closed, the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiator 4 to the intake passage 6 is transmitted through the intake valve 8 and into the combustion chamber 3. As described above, the electromagnetic wave can be radiated into the combustion chamber 3 by making the electromagnetic wave radiator 4 face the intake passage 6.

図9は、電磁波放射器4をピストン11の下部に配設した例を示す。その場合は、ピストン11の頂部11aもしくはその一部を非導電材(例えば誘電率の低いセラミック等の誘電体)により構成する。これによって、電磁波放射器4から放射された電磁波は、ピストン11(頂部11a)を透過して燃焼室3内へ伝搬する。このように、電磁波放射器4をピストン11の下部に配設することによっても、電磁波を燃焼室3内へ向けて放射することが可能である。   FIG. 9 shows an example in which the electromagnetic wave radiator 4 is disposed below the piston 11. In that case, the top 11a of the piston 11 or a part thereof is made of a non-conductive material (for example, a dielectric such as ceramic having a low dielectric constant). As a result, the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiator 4 is transmitted through the piston 11 (top 11a) and propagates into the combustion chamber 3. In this manner, the electromagnetic wave can be radiated into the combustion chamber 3 by arranging the electromagnetic wave radiator 4 below the piston 11.

「実施形態3」
図10,11は、本発明の実施形態3に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。以下の実施形態3の説明では、実施形態1,2と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiment 3”
10 and 11 are diagrams showing a schematic configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to Embodiment 3 of the present invention, together with the internal combustion engine. In the following description of the third embodiment, the same or corresponding components as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態では、実施形態2と比較して、点火栓31を、燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高めることでプラズマ放電を発生させるための点火用電極10として用いるだけでなく、電磁波を燃焼室3内へ向けて放射する電磁波放射器4としても用いる。さらに、実施形態2と同様に、点火栓31の中心電極51の先端部51aと接地電極53の先端部53aとの間の空隙52に発生する直流放電によっても、燃焼室3内の混合気に点火することができる。   In the present embodiment, compared to the second embodiment, the ignition plug 31 is not only used as an ignition electrode 10 for generating plasma discharge by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3. The electromagnetic wave radiator 4 that radiates electromagnetic waves toward the combustion chamber 3 is also used. Further, as in the second embodiment, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is also generated by direct current discharge generated in the gap 52 between the tip 51a of the center electrode 51 and the tip 53a of the ground electrode 53 of the spark plug 31. Can be ignited.

点火栓31を介して電磁波放電と直流放電のいずれかを行わせるために、点火栓31と電磁波発生電源1、ならびに点火栓31と直流点火用回路30との間には、電磁波と直流電流の両方を効率よく通電させることが可能な結合器14が設けられている。ここでの結合器14は、電磁波伝送手段としての導波管57を有する。図11に示すように、同軸構造を有する電磁波伝送路2は、導波管57の一端部57aに対して、その中心電極2aを導波管57内に突出させている。ここでの中心電極2aの導波管57内への突出長さ(挿入長)x3は、使用する電磁波の波長の1/4またはそのn倍(nは2以上の整数)に設定されている。電磁波伝送路2は、その中心電極2aが導波管57の中心軸と一致するように、導波管57の一端部57aに接続されている。   In order to perform either electromagnetic wave discharge or direct current discharge through the spark plug 31, between the spark plug 31 and the electromagnetic wave generating power source 1, and between the spark plug 31 and the DC ignition circuit 30, there are electromagnetic waves and direct current. A coupler 14 capable of efficiently energizing both is provided. The coupler 14 here has a waveguide 57 as electromagnetic wave transmission means. As shown in FIG. 11, the electromagnetic wave transmission path 2 having a coaxial structure has a center electrode 2 a protruding into the waveguide 57 with respect to one end 57 a of the waveguide 57. Here, the protruding length (insertion length) x3 of the center electrode 2a into the waveguide 57 is set to 1/4 of the wavelength of the electromagnetic wave used or n times (n is an integer of 2 or more). . The electromagnetic wave transmission path 2 is connected to one end portion 57 a of the waveguide 57 so that the center electrode 2 a coincides with the central axis of the waveguide 57.

さらに、点火栓31の一端部31aは、導波管57の他端部57bから導波管57内に挿入されている。導波管57内に挿入された点火栓31の部位は、中心電極51と、それを被覆する絶縁体55と、を含む。点火栓31(中心電極51)の導波管57内への挿入長x4は、使用する電磁波の波長の1/4またはそのn倍(nは2以上の整数)に設定されている。点火栓31は、その中心電極51が導波管57の中心軸と一致するように、導波管57内に挿入されている。本実施形態でも、点火栓31の他端部31bに設けられた接地電極53については、シリンダヘッド22の下面に対して、使用する電磁波の波長の17〜33%に相当する長さx2を燃焼室3内へ突出させることが好ましい。つまり、接地電極53の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)x2が、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好ましい。そして、本実施形態でも、中心電極51の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)を、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定することもできる。   Further, one end 31 a of the spark plug 31 is inserted into the waveguide 57 from the other end 57 b of the waveguide 57. A portion of the spark plug 31 inserted into the waveguide 57 includes a center electrode 51 and an insulator 55 covering the center electrode 51. The insertion length x4 of the spark plug 31 (center electrode 51) into the waveguide 57 is set to 1/4 of the wavelength of the electromagnetic wave to be used or n times the wavelength (n is an integer of 2 or more). The spark plug 31 is inserted into the waveguide 57 so that the center electrode 51 coincides with the central axis of the waveguide 57. Also in this embodiment, the ground electrode 53 provided at the other end 31b of the spark plug 31 burns a length x2 corresponding to 17 to 33% of the wavelength of the electromagnetic wave to be used with respect to the lower surface of the cylinder head 22. It is preferable to protrude into the chamber 3. That is, it is preferable that the projecting length (insertion length) x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 is set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave to be used. Also in this embodiment, the protruding length (insertion length) of the center electrode 51 into the combustion chamber 3 can be set to 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave to be used.

上記の構成により、電磁波発生電源1で発生した電磁波は、電磁波伝送路2を介して導波管57内へ効率よく放射される。導波管57内を伝搬する電磁波は、点火栓31の一端部31aへ効率よく供給される。そして、点火栓31が、その一端部31aに供給された電磁波をその他端部31b(中心電極51の先端部51a)から燃焼室3内へ向けて効率よく放射することができる。つまり、点火栓31を電磁波放射器4として機能させることができる。そして、中心電極51の先端部51a近傍及び接地電極53の先端部53a近傍(あるいはそれらのいずれか一方)にて燃焼室3内の電磁波の電界強度が局所的に高まることで発生するプラズマ放電により燃焼室3内の混合気に点火することができる。つまり、点火栓31を点火用電極10としても機能させることができる。   With the above configuration, the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation power source 1 is efficiently radiated into the waveguide 57 through the electromagnetic wave transmission path 2. The electromagnetic wave propagating through the waveguide 57 is efficiently supplied to the one end 31 a of the spark plug 31. The ignition plug 31 can efficiently radiate the electromagnetic wave supplied to the one end portion 31a from the other end portion 31b (the tip portion 51a of the center electrode 51) toward the combustion chamber 3. That is, the ignition plug 31 can function as the electromagnetic wave radiator 4. And by the plasma discharge which generate | occur | produces when the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3 increases locally in the vicinity of the front-end | tip part 51a of the center electrode 51, and the front-end | tip part 53a of the ground electrode 53 (or one of them). The air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited. That is, the spark plug 31 can also function as the ignition electrode 10.

また、直流用コード32は、図11に示すように、導波管57の側面57cに設けられた縦スリット58を通って点火栓31の一端部31a(中心電極51)に接続されている。そのため、電磁波発生電源1で電磁波を発生させない場合には、直流点火用回路30により点火栓31の中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加することができ、中心電極51の先端部51aと接地電極53の先端部53aとの間の空隙52に発生する直流放電により燃焼室3内の混合気に点火することができる。   Further, as shown in FIG. 11, the DC cord 32 is connected to one end portion 31 a (center electrode 51) of the spark plug 31 through a vertical slit 58 provided on the side surface 57 c of the waveguide 57. Therefore, when the electromagnetic wave generating power source 1 does not generate an electromagnetic wave, a DC voltage can be applied between the center electrode 51 of the spark plug 31 and the ground electrode 53 by the DC ignition circuit 30. The air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited by direct current discharge generated in the gap 52 between the portion 51a and the tip 53a of the ground electrode 53.

以上説明した本実施形態でも、点火栓31を利用して、プラズマ放電による点火及び直流放電による点火のいずれかを選択的に行うことで、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室3内の混合気に効率よく点火することができる。さらに、本実施形態では、点火栓31を利用して、電磁波を燃焼室3内へ向けて放射することもできるので、装置の構成の簡略化を図ることができる。   Even in the present embodiment described above, the ignition plug 31 is used to selectively perform either plasma discharge ignition or DC discharge ignition, thereby reducing the energy consumption without complicating the configuration. The air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited efficiently. Furthermore, in the present embodiment, the electromagnetic plug can be radiated toward the combustion chamber 3 by using the spark plug 31, so that the configuration of the apparatus can be simplified.

さらに、本実施形態では、点火栓31の接地電極53の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定することで、効率のよい電界集中を行うことができる。さらに、接地電極53の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.25倍(あるいはその近傍)に設定することで、電界集中を最も効率よく行うことができる。また、接地電極53の燃焼室3内への突出長さx2を電磁波波長の0.17倍(あるいはその近傍)に設定することで、点火栓31への熱負荷を低減しながら電界集中を効率よく行うことができる。   Furthermore, in the present embodiment, the length x2 of the ground electrode 53 of the spark plug 31 protruding into the combustion chamber 3 is set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the electromagnetic wave wavelength, so that an efficient electric field can be obtained. Can concentrate. Furthermore, the electric field concentration can be most efficiently performed by setting the projection length x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 to be 0.25 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof). Further, by setting the projection length x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 to be 0.17 times (or in the vicinity of) the electromagnetic wave wavelength, the electric field concentration is efficiently performed while reducing the heat load on the spark plug 31. Can be done well.

また、本実施形態では、点火栓31の中心電極51の燃焼室3内への突出長さを電磁波波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定することで、燃焼室3内へ向けた効率のよい電磁波放射を行うことができる。さらに、中心電極51の燃焼室3内への突出長さを電磁波波長の0.25倍(あるいはその近傍)に設定することで、電磁波放射を最も効率よく行うことができる。また、中心電極51の燃焼室3内への突出長さを電磁波波長の0.17倍(あるいはその近傍)に設定することで、点火栓31への熱負荷を低減しながら電磁波放射を効率よく行うことができる。   In the present embodiment, the length of the center electrode 51 of the spark plug 31 protruding into the combustion chamber 3 is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the electromagnetic wave wavelength, thereby entering the combustion chamber 3. Directed and efficient electromagnetic radiation. Furthermore, electromagnetic radiation can be most efficiently performed by setting the projecting length of the center electrode 51 into the combustion chamber 3 to be 0.25 times (or in the vicinity of) the electromagnetic wave wavelength. Further, by setting the projecting length of the center electrode 51 into the combustion chamber 3 to be 0.17 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof), the electromagnetic radiation can be efficiently emitted while reducing the heat load on the spark plug 31. It can be carried out.

本実施形態では、図12に示すように、同軸構造を有する電磁波伝送路2を導波管57の側面57cに接続し、電磁波伝送路2の中心電極2aを導波管57の側面57cから導波管57内に挿入することもできる。ここでの中心電極2aの導波管57内への突出長さ(挿入長)x3についても、使用する電磁波の波長の1/4またはそのn倍(nは2以上の整数)に設定することが好ましい。そして、導波管57の一端部57aに対する中心電極2aの距離x5についても、使用する電磁波の波長の1/4またはそのn倍(nは2以上の整数)に設定することが好ましい。また、図12に示すように、点火栓31の一端部31aの中心電極51に調整電極59を接続することで、点火栓31の一端部31aの導波管57内への挿入長x4を、使用する電磁波の波長の1/4またはそのn倍(nは2以上の整数)に容易に調整することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the electromagnetic wave transmission path 2 having a coaxial structure is connected to the side surface 57c of the waveguide 57, and the center electrode 2a of the electromagnetic wave transmission path 2 is guided from the side surface 57c of the waveguide 57. It can also be inserted into the wave tube 57. The protrusion length (insertion length) x3 of the center electrode 2a into the waveguide 57 here is also set to 1/4 of the wavelength of the electromagnetic wave used or n times (n is an integer of 2 or more). Is preferred. The distance x5 of the center electrode 2a with respect to the one end portion 57a of the waveguide 57 is also preferably set to 1/4 of the wavelength of the electromagnetic wave used or n times (n is an integer of 2 or more). Also, as shown in FIG. 12, by connecting the adjustment electrode 59 to the center electrode 51 of the one end 31a of the spark plug 31, the insertion length x4 of the one end 31a of the spark plug 31 into the waveguide 57 is It can be easily adjusted to 1/4 of the wavelength of the electromagnetic wave used or n times the wavelength (n is an integer of 2 or more).

「実施形態4」
図13,14は、本発明の実施形態4に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。以下の実施形態4の説明では、実施形態1〜3と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiment 4”
13 and 14 are diagrams showing a schematic configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to Embodiment 4 of the present invention, together with the internal combustion engine. In the following description of the fourth embodiment, the same or corresponding components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態では、シリンダヘッド22の下面に、点火栓31と同軸となる環状の非導電体40が設けられている。ここでの非導電体40としては、例えばセラミックを用いることができる。環状の非導電体40は、点火栓31の他端部31bの周囲を取り囲んでおり、中心電極51及び接地電極53は、非導電体40の中央部に形成された穴を貫通することで、シリンダヘッド22の下面に対して燃焼室3内に突出している。ここでの中心電極51については、シリンダヘッド22の下面(導電体)に対して、使用する電磁波の波長の17〜33%に相当する長さx6を燃焼室3内へ突出させることが好ましい。つまり、中心電極51の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)x6が、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好ましい。そして、接地電極53の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)x2も、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好ましい。これによって、点火栓31を用いて、燃焼室3内へ向けた効率のよい電磁波放射、及び効率のよい電界集中を行うことができる。なお、中心電極51の先端部51aと接地電極53の先端部53aとの間の空隙52は、0.3〜1.0mm程度に保たれており、電磁波を使用しない場合には、中心電極51と接地電極53との間に直流電圧を印加することで空隙52に発生する直流放電により燃焼室3内の混合気に点火することができる。   In the present embodiment, an annular non-conductor 40 that is coaxial with the spark plug 31 is provided on the lower surface of the cylinder head 22. As the non-conductor 40 here, for example, ceramic can be used. The annular non-conductor 40 surrounds the periphery of the other end portion 31 b of the spark plug 31, and the center electrode 51 and the ground electrode 53 pass through a hole formed in the central portion of the non-conductor 40. Projecting into the combustion chamber 3 with respect to the lower surface of the cylinder head 22. The center electrode 51 is preferably protruded into the combustion chamber 3 by a length x6 corresponding to 17 to 33% of the wavelength of the electromagnetic wave used with respect to the lower surface (conductor) of the cylinder head 22. That is, it is preferable that the projection length (insertion length) x6 of the center electrode 51 into the combustion chamber 3 is set to 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave to be used. The projecting length (insertion length) x2 of the ground electrode 53 into the combustion chamber 3 is also preferably set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave to be used. Thus, efficient electromagnetic radiation toward the combustion chamber 3 and efficient electric field concentration can be performed using the spark plug 31. The gap 52 between the tip 51a of the center electrode 51 and the tip 53a of the ground electrode 53 is kept at about 0.3 to 1.0 mm, and the center electrode 51 is used when electromagnetic waves are not used. By applying a DC voltage between the ground electrode 53 and the ground electrode 53, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be ignited by a DC discharge generated in the gap 52.

点火栓31の直流放電により点火を行う内燃機関では、点火栓31の燃焼室3内への突出長さは、その熱負荷を考慮して5mm前後に設定されている。その場合、最適な電磁波の周波数は、十数GHz程度の高い周波数となる。本実施形態では、点火栓31の他端部31bの周囲に非導電体40を配設することで、点火栓31への熱負荷を低減しながら、使用する電磁波の周波数を低くすることができ、使用する電磁波の周波数の自由度を高めることができる。   In an internal combustion engine that performs ignition by direct current discharge of the spark plug 31, the length of the spark plug 31 protruding into the combustion chamber 3 is set to about 5 mm in consideration of the heat load. In that case, the optimal frequency of the electromagnetic wave is a high frequency of about a dozen GHz. In this embodiment, by disposing the non-conductor 40 around the other end portion 31b of the spark plug 31, the frequency of the electromagnetic wave to be used can be lowered while reducing the heat load on the spark plug 31. The degree of freedom in the frequency of the electromagnetic wave used can be increased.

「実施形態5」
図15は、本発明の実施形態5に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。以下の実施形態5の説明では、実施形態1〜4と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
“Embodiment 5”
FIG. 15 is a view showing a schematic configuration of an internal combustion engine ignition device according to Embodiment 5 of the present invention together with the internal combustion engine. In the following description of the fifth embodiment, the same or corresponding components as those of the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態の内燃機関は、燃料を筒内に直接噴射する筒内噴射式内燃機関であり、燃料噴射弁61が燃焼室3に臨んでシリンダヘッド22に取り付けられている。燃料タンク64に貯溜された燃料は、燃料ポンプ63により汲み上げられ、燃料配管62内を通って燃料噴射弁61に供給される。燃料噴射弁61は、この供給された燃料を燃焼室3内へ噴射する。   The internal combustion engine of this embodiment is a direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder, and a fuel injection valve 61 faces the combustion chamber 3 and is attached to the cylinder head 22. The fuel stored in the fuel tank 64 is pumped up by the fuel pump 63 and supplied to the fuel injection valve 61 through the fuel pipe 62. The fuel injection valve 61 injects the supplied fuel into the combustion chamber 3.

本実施形態でも、実施形態3と同様に、点火栓31を、電磁波を燃焼室3内へ向けて放射する電磁波放射器4として用いる。点火栓31を電磁波放射器4として機能させるための具体的構成例については、実施形態3と同様である。さらに、本実施形態では、燃料噴射弁61を、燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高めることでプラズマ放電を発生させるための点火用電極10として用いる。燃料噴射弁61の先端部近傍にて電磁波の電界強度を局所的に高めるために、燃料噴射弁61の先端部は、導電体により構成され、燃焼室3内に突出している。ここでの燃料噴射弁61についても、シリンダヘッド22の下面に対して、使用する電磁波の波長の17〜33%に相当する長さを燃焼室3内へ突出させることが好ましい。つまり、燃料噴射弁61の燃焼室3内への突出長さ(挿入長)が、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好ましい。これによって、燃料噴射弁61近傍にて電界集中を効率よく行うことができる。例えば燃料噴射弁61の燃焼室3内への突出長さを電磁波波長の0.25倍(あるいはその近傍)に設定することで、電界集中を最も効率よく行うことができる。また、燃料噴射弁61の燃焼室3内への突出長さを電磁波波長の0.17倍(あるいはその近傍)に設定することで、燃料噴射弁61への熱負荷を低減しながら電界集中を効率よく行うことができる。なお、図15は、燃料噴射弁61における燃焼室3内に突出した先端部が鋭角な円錐形状である例を示している。   In the present embodiment, similarly to the third embodiment, the spark plug 31 is used as the electromagnetic wave radiator 4 that radiates electromagnetic waves toward the combustion chamber 3. A specific configuration example for causing the ignition plug 31 to function as the electromagnetic wave radiator 4 is the same as that of the third embodiment. Furthermore, in this embodiment, the fuel injection valve 61 is used as the ignition electrode 10 for generating plasma discharge by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3. In order to locally increase the electric field strength of the electromagnetic wave in the vicinity of the tip of the fuel injection valve 61, the tip of the fuel injection valve 61 is made of a conductor and protrudes into the combustion chamber 3. Also for the fuel injection valve 61 here, it is preferable to project into the combustion chamber 3 a length corresponding to 17 to 33% of the wavelength of the electromagnetic wave used with respect to the lower surface of the cylinder head 22. That is, it is preferable that the projecting length (insertion length) of the fuel injection valve 61 into the combustion chamber 3 is set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave to be used. Thereby, electric field concentration can be efficiently performed in the vicinity of the fuel injection valve 61. For example, the electric field concentration can be most efficiently performed by setting the length of the fuel injection valve 61 protruding into the combustion chamber 3 to be 0.25 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof). Further, by setting the length of the fuel injection valve 61 protruding into the combustion chamber 3 to be 0.17 times the electromagnetic wave wavelength (or in the vicinity thereof), the electric field concentration is reduced while reducing the heat load on the fuel injection valve 61. It can be done efficiently. FIG. 15 shows an example in which the tip of the fuel injection valve 61 protruding into the combustion chamber 3 has an acute cone shape.

以上説明した本実施形態でも、プラズマ放電による点火及び直流放電による点火のいずれかを選択的に行うことで、混合気の着火の際に消費される電気エネルギーを低減することができる。さらに、本実施形態では、点火栓31を利用して、電磁波を燃焼室内へ向けて放射することができるので、装置の構成の複雑化を招くこともない。したがって、本実施形態によれば、構成の複雑化を招くことなく、より少ないエネルギー消費で燃焼室3内の混合気に効率よく点火することができる。   Also in the present embodiment described above, the electrical energy consumed when the air-fuel mixture is ignited can be reduced by selectively performing either ignition by plasma discharge or ignition by DC discharge. Furthermore, in this embodiment, since the electromagnetic wave can be radiated into the combustion chamber using the spark plug 31, the configuration of the apparatus is not complicated. Therefore, according to this embodiment, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 can be efficiently ignited with less energy consumption without causing complication of the configuration.

「実施形態6」
図16は、本発明の実施形態6に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。以下の実施形態6の説明では、実施形態1〜5と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiment 6”
FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of an ignition device for an internal combustion engine according to Embodiment 6 of the present invention, together with the internal combustion engine. In the following description of the sixth embodiment, the same or corresponding components as those of the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態では、燃焼室3内へ突出する複数の突出部10aが、吸気弁8、排気弁9、及びピストン11の頂面に設けられている。各突出部10aは、その近傍にて電磁波の電界強度を局所的に高めるために、導電体により構成されている。つまり、本実施形態では、各突出部10aを、燃焼室3内の電磁波の電界強度を局所的に高めることでプラズマ放電を発生させるための点火用電極10として用いる。ここでの各突出部10aの燃焼室3内への突出長さについても、使用する電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されていることが好ましい。これによって、各突出部10a近傍にて電界強度を効率よく高めることができ、燃焼室3内の広い範囲でプラズマ放電を効率よく発生させることができる。なお、突出部10aについては、吸気弁8、排気弁9、及びピストン11の頂面のいずれか1つ以上に設けられていてもよい。   In the present embodiment, a plurality of protrusions 10 a protruding into the combustion chamber 3 are provided on the top surfaces of the intake valve 8, the exhaust valve 9, and the piston 11. Each protrusion 10a is made of a conductor in order to locally increase the electric field strength of the electromagnetic wave in the vicinity thereof. That is, in this embodiment, each protrusion 10a is used as an ignition electrode 10 for generating plasma discharge by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber 3. The protrusion length of each protrusion 10a into the combustion chamber 3 here is also preferably set to be not less than 0.17 times and not more than 0.33 times the wavelength of the electromagnetic wave to be used. Thereby, the electric field strength can be efficiently increased in the vicinity of each protrusion 10a, and plasma discharge can be efficiently generated in a wide range in the combustion chamber 3. Note that the protrusion 10 a may be provided on any one or more of the top surfaces of the intake valve 8, the exhaust valve 9, and the piston 11.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

本発明の実施形態1に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 1 of this invention with an internal combustion engine. 電磁波放射器から容器内に電磁波を放射した場合の容器内の電界分布を示す図である。It is a figure which shows the electric field distribution in a container at the time of radiating | emitting electromagnetic waves in a container from an electromagnetic wave radiator. 点火用電極の挿入長と点火用電極直下の電界強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the insertion length of the electrode for ignition, and the electric field strength directly under the electrode for ignition. 本発明の実施形態2に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 2 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態2に係る内燃機関の点火装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 点火栓の中心電極と接地電極との間に直流電圧を印加した場合と、電磁波放射器から電磁波を放射した場合とにおける燃焼特性の相違を調べた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the difference in the combustion characteristic when a DC voltage is applied between the center electrode and ground electrode of a spark plug, and the case where electromagnetic waves are radiated | emitted from an electromagnetic wave radiator. 点火栓の中心電極と接地電極との間に直流電圧を印加した場合と、電磁波放射器から電磁波を放射した場合とにおける燃焼特性の相違を調べた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the difference in the combustion characteristic when a DC voltage is applied between the center electrode and ground electrode of a spark plug, and the case where electromagnetic waves are radiated | emitted from an electromagnetic wave radiator. 本発明の実施形態2に係る内燃機関の点火装置の他の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 2 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態2に係る内燃機関の点火装置の他の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 2 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態3に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 3 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態3に係る内燃機関の点火装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3に係る内燃機関の点火装置の他の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 4 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態4に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 4 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態5に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 5 of this invention with an internal combustion engine. 本発明の実施形態6に係る内燃機関の点火装置の概略構成を内燃機関とともに示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 6 of this invention with an internal combustion engine. 従来における内燃機関の点火装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ignition device of the conventional internal combustion engine.

符号の説明Explanation of symbols

1 電磁波発生電源、2 電磁波伝送路、3 燃焼室、4 電磁波放射器、10 点火用電極、11 ピストン、14 結合器、20 シリンダブロック、22 シリンダヘッド、30 直流点火用回路、31 点火栓、32 直流用コード、33 直流電源、51 中心電極、52 空隙、53 接地電極、55 絶縁体、57 導波管、61 燃料噴射弁。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic wave generation power source, 2 Electromagnetic wave transmission path, 3 Combustion chamber, 4 Electromagnetic wave radiator, 10 Ignition electrode, 11 Piston, 14 Coupler, 20 Cylinder block, 22 Cylinder head, 30 DC ignition circuit, 31 Spark plug, 32 DC cord, 33 DC power source, 51 center electrode, 52 gap, 53 ground electrode, 55 insulator, 57 waveguide, 61 fuel injection valve.

Claims (13)

燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置であって、
燃焼室内に突出する点火用電極間に直流電圧が印加されることで発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火することが可能な点火栓と、
電磁波を発生させるための電磁波発生源と、
電磁波発生源にて発生した電磁波を燃焼室内へ向けて放射するための電磁波放射器と、
を備え、
点火栓は、
点火用電極間に直流電圧が印加された場合は、点火用電極間に発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火し、
電磁波発生源にて発生した電磁波が電磁波放射器から燃焼室内へ向けて放射された場合は、点火用電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室内の混合気に点火する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber,
An ignition plug capable of igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber by a DC discharge generated by applying a DC voltage between the electrodes for ignition protruding into the combustion chamber;
An electromagnetic wave source for generating electromagnetic waves;
An electromagnetic wave emitter for radiating electromagnetic waves generated from an electromagnetic wave source toward the combustion chamber;
With
The spark plug
When a DC voltage is applied between the ignition electrodes, the mixture in the combustion chamber is ignited by a DC discharge generated between the ignition electrodes,
When electromagnetic waves generated from an electromagnetic wave source are radiated from an electromagnetic wave emitter into the combustion chamber, they are burned by plasma discharge generated by locally increasing the electric field strength of the electromagnetic waves in the combustion chamber in the vicinity of the ignition electrode An ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a room.
請求項1に記載の内燃機関の点火装置であって、
点火用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されている、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 1,
An ignition device for an internal combustion engine, wherein a length of projection of the ignition electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave.
請求項1または2に記載の内燃機関の点火装置であって、
電磁波発生源にて発生した電磁波を点火栓へ供給するための電磁波伝送手段を備え、
電磁波放射器として点火栓が電磁波発生源にて発生した電磁波を点火用電極から燃焼室内へ向けて放射する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
An electromagnetic wave transmission means for supplying the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source to the ignition plug,
An ignition device for an internal combustion engine in which an ignition plug radiates an electromagnetic wave generated by an electromagnetic wave generation source as an electromagnetic wave emitter from an ignition electrode toward a combustion chamber.
請求項3に記載の内燃機関の点火装置であって、
電磁波伝送手段は、導波管を含み、
点火栓の一端部が導波管内に挿入されており、
点火用電極が点火栓の他端部にて燃焼室内に突出している、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 3,
The electromagnetic wave transmission means includes a waveguide,
One end of the spark plug is inserted into the waveguide,
An ignition device for an internal combustion engine, wherein an ignition electrode projects into the combustion chamber at the other end of the spark plug.
請求項1〜4のいずれか1に記載の内燃機関の点火装置であって、
燃焼室内の混合気に点火する際に、点火用電極間に直流電圧を印加するか、電磁波発生源にて電磁波を発生させて電磁波放射器から燃焼室内へ向けて放射するかを、混合気の空燃比に基づいて選択する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
When igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber, whether to apply a DC voltage between the ignition electrodes or to generate an electromagnetic wave from the electromagnetic wave source and radiate it from the electromagnetic wave emitter into the combustion chamber. An ignition device for an internal combustion engine that is selected based on an air-fuel ratio.
請求項5に記載の内燃機関の点火装置であって、
混合気の空燃比が理論空燃比及びその近傍の範囲内であるときは、点火用電極間に直流電圧を印加する方を選択する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 5,
An internal combustion engine ignition device that selects a method of applying a DC voltage between ignition electrodes when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is within the stoichiometric air-fuel ratio and the vicinity thereof.
請求項5または6に記載の内燃機関の点火装置であって、
混合気の空燃比が理論空燃比よりも大きい所定比以上であるときは、電磁波発生源にて電磁波を発生させて電磁波放射器から燃焼室内へ向けて放射する方を選択する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 5 or 6,
When the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is equal to or greater than a predetermined ratio greater than the stoichiometric air-fuel ratio, the internal combustion engine ignition is selected to generate an electromagnetic wave from an electromagnetic wave generation source and radiate it from the electromagnetic wave radiator into the combustion chamber apparatus.
燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置であって、
燃焼室内に突出する放電用電極間に直流電圧が印加されることで発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火することが可能な点火栓と、
電磁波を発生させるための電磁波発生源と、
電磁波発生源にて発生した電磁波を点火栓へ伝搬させるための電磁波伝送手段と、
燃焼室に臨んで配設された電極であって、燃焼室内に電磁波が伝搬した場合に該電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めるための点火用電極と、
を備え、
放電用電極間に直流電圧を印加した場合は、放電用電極間に発生する直流放電により燃焼室内の混合気に点火し、
電磁波発生源にて電磁波を発生させた場合は、点火栓が電磁波を放電用電極から燃焼室内へ向けて放射し、点火用電極がその近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室内の混合気に点火する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber,
A spark plug capable of igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber by a DC discharge generated by applying a DC voltage between the discharge electrodes protruding into the combustion chamber;
An electromagnetic wave source for generating electromagnetic waves;
An electromagnetic wave transmission means for propagating the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source to the spark plug;
An electrode arranged facing the combustion chamber, and when an electromagnetic wave propagates in the combustion chamber, an ignition electrode for locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber in the vicinity of the electrode;
With
When a DC voltage is applied between the discharge electrodes, the mixture in the combustion chamber is ignited by a DC discharge generated between the discharge electrodes,
When an electromagnetic wave is generated by an electromagnetic wave source, the ignition plug radiates the electromagnetic wave from the discharge electrode toward the combustion chamber, and the ignition electrode locally increases the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber. An ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber by plasma discharge generated by the above.
請求項8に記載の内燃機関の点火装置であって、
電磁波伝送手段は、導波管を含み、
点火栓の一端部が導波管内に挿入されており、
放電用電極が点火栓の他端部にて燃焼室内に突出している、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 8,
The electromagnetic wave transmission means includes a waveguide,
One end of the spark plug is inserted into the waveguide,
An ignition device for an internal combustion engine, wherein a discharge electrode projects into the combustion chamber at the other end of the spark plug.
請求項8または9に記載の内燃機関の点火装置であって、
放電用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されている、内燃機関の点火装置。
An internal combustion engine ignition device according to claim 8 or 9,
An ignition device for an internal combustion engine, wherein a length of protrusion of the discharge electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave.
請求項8〜10のいずれか1に記載の内燃機関の点火装置であって、
点火用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されている、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 8 to 10,
An ignition device for an internal combustion engine, wherein a length of projection of the ignition electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave.
燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置であって、
電磁波を発生させるための電磁波発生源と、
電磁波発生源にて発生した電磁波を燃焼室内へ向けて放射するための電磁波放射器と、
燃焼室内に突出して配設された電極であって、該電極近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めるための点火用電極と、
を備え、
点火用電極の燃焼室内への突出長さが、電磁波の波長の0.17倍以上且つ0.33倍以下に設定されており、
点火用電極がその近傍にて燃焼室内の電磁波の電界強度を局所的に高めることで発生するプラズマ放電により燃焼室内の混合気に点火する、内燃機関の点火装置。
An ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber,
An electromagnetic wave source for generating electromagnetic waves;
An electromagnetic wave emitter for radiating electromagnetic waves generated from an electromagnetic wave source toward the combustion chamber;
An electrode that protrudes into the combustion chamber, the ignition electrode for locally increasing the electric field strength of the electromagnetic wave in the combustion chamber in the vicinity of the electrode;
With
The protruding length of the ignition electrode into the combustion chamber is set to be 0.17 times or more and 0.33 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave,
An ignition device for an internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber by plasma discharge generated by an ignition electrode that locally increases the electric field strength of electromagnetic waves in the combustion chamber in the vicinity thereof.
点火装置により燃焼室内の混合気に点火する内燃機関であって、
前記点火装置が、請求項1〜12のいずれか1に記載の内燃機関の点火装置である、内燃機関。
An internal combustion engine that ignites an air-fuel mixture in a combustion chamber by an ignition device,
An internal combustion engine, wherein the ignition device is the internal combustion engine ignition device according to any one of claims 1 to 12.
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