JP2009281311A - インジェクタースパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料噴射装置と点火プラグとの一体化を実現し、エンジン上蓋部の一つの孔に取付けることを目的とする。
【解決手段】 ソレノイド式インジェクターとスパークプラグとを組み合わせて、エンジン上蓋部の点火プラグ用ネジ孔に取付け、インジェクター部で燃料の噴射を、スパーク部でその点火をするインジェクタースパークプラグとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車エンジンに使用する燃料噴射装置（インジェクター）とスパーク式点火プラグとを一つに合体させたインジェクタースパークプラグに関するものである。

従来技術では、燃料の筒内直接噴射をする時は、エンジンの設計を最初からやり直す以外に方法はなかった。直接噴射式がエンジンの性能向上や燃料の変換のために必須であるという認識があっても改造は容易ではなかった。
特開２０００−０５４９０９号公報

従来より、自動車エンジンにおいて、燃料の筒内直接噴射をする時は、エンジンの設計を最初からやり直す以外に方法はなく、直接噴射式がエンジンの性能向上や燃料の変換のために必須であるという認識があっても改造は容易ではない。このため、燃料噴射装置と点火プラグとの一体化が望まれている。

本発明は、自動車エンジンにおいて、エンジン上蓋部に設けられた点火プラグ用の一孔を利用して、インジェクタースパークプラグを使用して、燃料噴射と点火プラグの両機能を可能にした。

また、本発明は、自動車エンジンにおいて、燃料噴射装置と点火プラグとの一体化を実現すべく、陽電極金属管内に燃料を通すことにより陽電極を冷却し、陰電極も燃料を吹き付けることにより気化潜熱によって冷却するようにしたインジェクタースパークプラグとした。

さらに、本発明は、スパーク電極を冷却すべく、金属製外構部シエルの下部に陽電極金属管を配置し、その内部に外構シエルの上部で電磁式で駆動される燃料噴射用ノズル制御棒を収容し、下部の燃料噴射用バルブを操作するようにし、これをエンジンブロックの一個の孔に取付け、燃料噴射と点火とをＥ．Ｃ．Ｕ．の指示により一箇所でこまめに出来るようにしたシンジェクタースパークプラグとした。

本発明は、金属製外構部シエルの下部中心に陽電極金属管を配置し、その中に電磁式に駆動されるセラミック製の燃料噴射制御棒を収容し、その下部先端の燃料噴射口の燃料バルブを操作できるようにし、一時に大量の燃料噴射ができる。また、陽電極金属管先端でスパークができることから、噴射された燃料の点火ができ、燃料噴射装置と点火プラグとの一体化を実現することができる。

また、本発明は、燃料噴射装置と点火プラグとの一体化を実現したので、燃料の気化潜熱によって陽電極も陰電極も冷却されるので、電極が常に新鮮で焼損することはない。

本発明は、従来エンジンに多用されているキャブレータ式から燃料直接噴射式に変更する際の諸問題を解決するために、従来式の内燃機関のスパークプラグを外し、その代わりに本発明のインジェクタースパークプラグを取付けることによって、スパークプラグと燃料インジェクターの両方の役割を従来のプラグ一個の取付けスペースで共用させるというものである。

本発明のインジェクタースパークプラグを添付する図面に示す具体的実施例に基づいて以下詳細に説明する。

図１は、本発明のソレノイド電気をオフにし噴射口を閉じた状態のインジェクタースパークプラグの縦断面図である。図２は、本発明のソレノイド電流をオンにし噴射口を開いた状態のインジェクタースパークプラグの縦断面図である。図３は燃料噴射ノズルとスパーク電極の詳細図であり、図４は、ソレノイドコイルの中にある軟鉄管の上下する装置の詳細図である。

図１の上部がインジェクター駆動部で、下部がスパーク部である。陽電極金属管１は下部がスパーク部のスパーク部電極２２となっており、側壁に繋がる陰電極３と機能的に対となっている。

スパーク部を詳細に説明する。

スパーク電極は、管体で、その上部先端がターミナルナット７で、ここから高圧電流が流される。

スパーク部電極２２と高圧電流を通す枝線４を覆っているのが絶縁碍子６である。これらは上部の燃料インジェクター部と共にプラグ挿入ネジ１９によってエンジンブロック２１に螺着固定される。

次に、燃料インジェクター部を詳細に説明する。

コモンレールより送られてきた燃料は、燃料接続子１５を経て、燃料挿入パイプ１６を通って、燃料滞留室１７に圧入される。Ｅ．Ｃ．Ｕ．の指示により、ドーナツ型のコイル１１に電流が断続して入り、管状の軟鉄心１２が上下し、それと共にセラミック製の制御棒８を上下させ、燃料滞留室１７の燃料はシエル２０の上部空間１３および下部中心室間５内を通って、制御棒先端の燃料噴射口１８よりエンジン筒内に噴射圧入される。

制御棒８の先端のニードル状バルブ２は、これと繋がっている制御棒８の上下によって開閉される。バルブ弁座はスパーク電極の内側にある。なお、制御棒を下方に引き下げてバルブ２を閉じさせるのは、バネ９による。

この際、管状の軟鉄心１２は制御棒８を軸として、上下の止め金２３と２４の間を上下運動し、特に軟鉄心１２がソレノイドコイル１１に通電された時は上部止め金２３に激突して制御棒８を上方向に持ち上げ、このインパクトによりバルブ２は開き、比較的小さいエネルギーでニードル状のバルブから燃料がエンジン筒体に噴射圧入される。

燃料の減圧気化潜熱によって、スパーク機構の先端部分の冷却が容易であり、スパークプラグの焼損や異常燃焼の事故を防ぐことができる。

図３は、本発明のインジェクタースパークプラグの先端にあるインジェクターの燃料弁と弁座並びにスパーク部の陽極と陰極の拡大縦断面図である。

図４は、本発明のインジェクタースパークプラグの燃料噴射ニードル弁とつながる制御棒を上下するソレノイドと中空軟鉄管とその上下運動にはずみをつける上下の止め金の詳細を示す拡大縦断面図である。

キャブレーター付のエンジンを燃料噴射式のエンジンに変更する際に使用できるインジェクタースパークプラグはＬ．Ｐ．Ｇ．エンジンや水素エンジンにも使用できる。

本発明のソレノイド電気をオフにし噴射口を閉じた状態のインジェクタースパークプラグの縦断面図である。 本発明のソレノイド電流をオンにし噴射口を開いた状態のインジェクタースパークプラグの縦断面図である。 インジェクタースパークプラグの先端にあるインジェクター燃料弁と弁座並びにスパーク部の陽極と陰極の拡大縦断面図である。 インジェクタースパークプラグの燃料噴射ニードル弁とつながる制御棒を上下するソレノイドと中空軟鉄管とその上下運動にはずみをつける上下の止め金の詳細を示す図である。

符号の説明

８…制御棒
１２…軟鉄心
２３・２４…止め金
１１…コイル
２…バルブ

Claims (2)

1. ソレノイド式インジェクターとスパークプラグとを組み合わせて、エンジン上蓋部の点火プラグ用ネジ孔に取付け、インジェクター部で燃料の噴射を、スパーク部でその点火をするインジェクタースパークプラグ。
2. 燃料噴射バルブの開閉制御棒の上部に管状鉄心を上下の止め金の間に取付け、管状鉄心が止め金の間を上下に移動できるように形成し、この管状鉄心を回りのソレノイドコイルで磁化して上下に急速に移動させ、この管状鉄心が上下の止め金に当たる衝撃を利用して開閉制御棒を上下させ、最下端にある燃料バルブを開閉せしめるインジェクタースパークプラグ。

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