JP4139847B1 - 多点点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多点点火装置の熱価調整手法を提供する。
【解決手段】多点点火装置は、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの間に介装され、シリンダ開口部に対応する位置に開口３を有するヘッドガスケット１と、複数の電極対２にそれぞれ接続し、ヘッドガスケット１に保持される複数の中間部材６と、を備え、複数の中間部材６の少なくとも一つはその一部が開口３に露出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は燃焼室一つにつき複数の点火ギャップを有する多点点火エンジンに用いられる多点点火装置に関する。

特許文献１、２は、点火ギャップを構成する電極対をエンジンのシリンダ開口部に沿って複数配置し、複数の点火ギャップから燃焼室内の混合気に点火を行う多点点火エンジンを開示している。この構成によれば、燃焼室中央のみから点火を行う従来の点火プラグを用いて点火を行う場合と比べ、燃焼室周縁部における混合気の燃焼を促進し、エンジンの出力、燃費を向上させることが可能である。

特開平２−１２３２８１号公報 特開平１−１９３０８０号公報

電極対の温度が自己清浄温度よりも低いとカーボンが電極対近傍に付着し、電極対から火花が飛ばなくなる。逆に、電極対の温度が過度に上昇すると、電極対自身が熱源となって火花が飛ぶ前に着火が起こるプレイグニッションが発生する。このため、上記多点点火エンジンにおいても、点火装置の熱価を適切な値に調整する方法が必要である。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたもので、多点点火装置の熱価調整手法を提供することを目的とする。

本発明に係る多点点火装置においては、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの間に介装され、前記電極対を部分的に保持し、シリンダ開口部に対応する位置に開口を有する介装部材と、複数の電極対の前記介装部材に保持される部分にそれぞれ接続し、介装部材に保持される複数の中間部材と、を備え、複数の中間部材の少なくとも一つは、その一部が開口に露出する。

本発明によれば、電極対に接続する中間部材の一部が、燃焼室の一部を構成する開口に露出するので、中間部材の露出面積を増減することで多点点火装置が燃焼ガスから受ける熱量を調節し、多点点火装置の熱価を調整することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明に係る多点点火装置の構成を示しており、図２はその部分拡大図である。本実施形態においては、多点点火装置はエンジンのヘッドガスケット１と一体となっており、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの間に挟持されると、シリンダ開口部に沿って複数の電極対２が配置される。電極対２は、それぞれ通電電極２ａ、アース電極２ｂからなり、電極２ａ、２ｂの間に点火ギャップを形成する。

ヘッドガスケット１には複数の開口３、４が形成されている。中央の最も大きな開口３はシリンダ開口部と略同径で、シリンダ開口部に対応する位置に形成され、エンジンに取り付けられた状態では燃焼室の側壁の一部を構成する。

開口３の周囲に配置される開口４はシリンダヘッド、シリンダブロックに形成される冷却水通路に接続する水穴である。

複数の電極対２には、導電性材料で構成される中間部材６がそれぞれ接続している。中間部材６をヘッドガスケット１内に保持することで、複数の電極対２がヘッドガスケット１に保持される。この例では電極対２と中間部材６は、ニッケル等の耐熱性の高い同一の材料で一体的に形成されるため、両部材の境界が明確でないが、説明の便宜上、開口３の径方向に厚みがある部分を中間部材６と称し、そこから両側に緩やかなＳ字状に延び、開口３内に一部が突出する部分を電極対２と称する。

複数の電極対２は中間部材６を介して電気的に直列に接続される。このため、ターミナル７に高圧の二次電圧を印加すると、ターミナル７に通電電極２ａが接続する電極対２の点火ギャップでまず放電が起こり、続いてこれに隣接する電極対２で放電が起こる。放電は開口３に沿ってターミナル７側から順に起こり、最終的には、アース端子８に最も近い電極対２の点火ギャップでも放電が起こる。

また、各中間部材６は開口３の周縁まで延び、その先端面が開口３の内周面に露出している。本発明に係る多点点火装置は、この部分の表面積（以下、「露出面積」という。）を変更することによって熱価を調整することが可能である。

具体的な熱価調整方法について説明すると、多点点火装置の熱価を下げる（焼け型にする）には、中間部材６の露出面積を増やせばよい。露出面積が増えると中間部材６が燃焼ガスから受ける熱量が増え、電極対２の温度が下がりにくくなり、多点点火装置の熱価を下げることができる。

中間部材６の露出面積を増やすには、図３に示すように中間部材６を開口３内に突出させ、その突出量Ｘを増大させる、あるいは、図４に示すように中間部材６の露出する部分の幅Ｗを大きくすればよい。中間部材６からシリンダヘッド、シリンダブロックへの漏電が起こらない範囲で中間部材６の露出する部分の高さＨを大きくしてもよい。

中間部材６を開口３内に突出させる構成では、さらに、図５に示すように突出する部分の先端面６ｓを湾曲させ、その表面積を増大させることで、熱価をさらに下げることが可能である。湾曲させる面は突出する部分の表面であればどの面でも構わない。さらに、突出する部分の表面積を増大させる構造としては、表面を湾曲させる構成のほか、表面に溝、窪み、突起等を形成する構造でも構わない。

逆に、多点点火装置の熱価を上げる（冷え型にする）には、熱価を下げる場合と逆に中間部材６の露出面積を減らせばよい。熱価をさらに下げたい場合は、図６に示すように、中間部材６をヘッドガスケット１の内部に完全に埋没させ、中間部材６の露出面積をゼロにすればよい。

なお、この実施形態では、中間部材６を開口３の周縁まで延ばすことで開口３に露出させているが、開口３の内周面に、開口３の径方向に延びる側孔、あるいは開口３の内周面に周方向に延びる溝を形成し、当該側孔、溝を介して中間部材６の一部を開口３に露出させるようにしてもよい。

また、この実施形態では、全ての中間部材６の露出面積を同じにしているが、電極２毎に要求される熱価が異なる場合は、中間部材６の位置によってその露出面積を変更するようにしてもよい。例えば、排気ポート側の電極２のほうが吸気ポート側の電極２よりも温度が高くなるので、排気ポート側に配置される中間部材６の露出面積を減らして熱価を上げるようにする。

さらに、より広範囲な熱価調整を実現するために、上記構成に加え、図７、図８の構成を適宜採用してもよい。

図７は中間部材６を複数の熱伝導率の異なる材料で構成し、熱価をより広範囲に調整可能にしたものである。この例では、中間部材６のうち、電極対２との接続部分、開口３に露出する部分近傍を電極対２と同じニッケル等の耐熱性に優れた材料で構成し、開口３と反対側の部分６ｂを銅等の熱伝導率の高い材料で構成している。

この構成によれば、中間部材６からヘッドガスケット１を介してシリンダヘッド、シリンダブロックへと放熱される熱量が増大し、多点点火装置の熱価を上げることができる。さらに大きな熱価が要求される場合は、中間部材６全体を銅等の熱伝導率の高い材料で構成してもよい。

なお、中間部材６を複数の熱伝導率の異なる材料で構成する構造としては、図７に示した構成のほか、ニッケル等の耐熱性に優れた材料で中間部材６の外形を形成し、その内部に銅等の熱伝導率の高い材料を埋設する構造（シェル構造）、あるいは、銅等の熱伝導率の高い材料をニッケル等の耐熱性に優れた材料で両側から挟み込む構造（サンドイッチ構造）も可能である。異種材料の熱膨張率の違いによるひずみを吸収できるよう、銅等の熱伝導率の高い材料を金属粉としてもよい。

また、図８は、ヘッドガスケット１のうち中間部材６を保持する保持部１ｓをセラミック等の絶縁材料で構成し、保持部１ｓ以外の部分１ｅを保持部１ｓの材料と異なる絶縁材料で構成したものである。

この構成によれば、保持部１ｓ以外の部分１ｅをアルミナ等の熱伝導率の高い材料で構成すれば、中間部材６からヘッドガスケット１を介してシリンダヘッド、シリンダブロックへと放熱される熱量が増大し、多点点火装置の熱価を上げることができる。また、シリンダヘッドからヘッドガスケット１を介してシリンダブロックに伝わる熱量が多くなるため、シリンダヘッドの温度が上がりすぎることによるノッキングの発生も抑制することができる。

逆に、多点点火装置の熱価を下げるには、保持部以外の部分をジルコニア等の熱伝導性の低い材料で構成し、中間部材６からヘッドガスケット１を介してシリンダヘッド、シリンダブロックへと放熱される熱量を少なくすればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記熱価調整の具体的構成は適宜組み合わせて実行することができ、これによって広範囲な熱価調整を実現することができる。

本発明に係る多点点火装置の構成図である。 本発明に係る多点点火装置の部分拡大図である。 熱価調整方法を説明するための図である。 熱価調整方法を説明するための図である。 熱価調整方法を説明するための図である。 熱価調整方法を説明するための図である。 熱価調整方法を説明するための図である。 熱価調整方法を説明するための図である。

符号の説明

１ ヘッドガスケット（介装部材）
１ｓ 保持部
２ 電極対
３ 開口
６ 中間部材

Claims (5)

1. 点火ギャップを構成する電極対をエンジンのシリンダ開口部に沿って複数配置した多点点火装置において、
   前記エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックの間に介装され、前記電極対を部分的に保持し、前記シリンダ開口部に対応する位置に開口を有する介装部材と、
   前記複数の電極対の前記介装部材に保持される部分にそれぞれ接続し、前記介装部材に保持される複数の中間部材と、
   を備え、
   前記複数の中間部材の少なくとも一つは、その一部が前記開口に露出することを特徴とする多点点火装置。
2. 前記開口に露出する部分が前記開口内に突出することを特徴とする請求項１に記載の多点点火装置。
3. 前記突出する部分の表面が湾曲している、あるいは、前記突出する部分が表面に溝、窪みあるいは突起を有することを特徴とする請求項２に記載の多点点火装置。
4. 前記中間部材と前記複数の電極対が熱伝導率の異なる材料で構成される、あるいは前記中間部材が複数の熱伝導率の異なる材料で構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の多点点火装置。
5. 前記介装部材は、前記複数の中間部材を保持する保持部と前記保持部以外の部分が熱伝導率の異なる材料で構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の多点点火装置。

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