JP4426747B2 - 内燃機関の点火電極配置 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
この発明は特許請求項１の特徴節の前に記載の内燃機関のための点火電極配置及び特許請求項１６の特徴節の前に記載の方法に関する。
【０００２】
従来技術
火花点火を持つ内燃機関において、点火電極配置が通常用いられており、そこでは機関のシリンダーヘッド内に取り外し可能に取り付けられかつ固定火花間隙を持つ点火プラグ内に正電極と接地電極が組み付けられている。
【０００３】
特に低負荷の場合により良好な燃焼状態を達成するために、普通の点火プラグが可能とするより大きな火花間隙を用いることができることが望ましく、従って点火プラグが正電極のみを持ち接地電極がシリンダーのピストンに配置された電極配置の使用が提案されている。適当な点火時間を選択することにより、この方法で希望の電極距離を得ることができる。しかし、欠点は大きな火花間隙によって満足できる火花を作ることが必ずしもできないことである。なぜなら実際的な理由のため、点火電圧は制限されねばならず従って必ずしも十分ではないからである。これに関連して、火花がピストンを直撃する代わりに、結果として種々の欠点を伴って、点火プラグに近いシリンダーヘッドを直撃するであろうという危険がある。
【０００４】
普通の点火プラグによるより大きな火花間隙を達成するために、接地電極を点火プラグ上に持つ代わりに、固定された接地電極をシリンダーヘッド上に配置することも試みられている。しかし、この解決策は接地電極がピストン上に配置されているとき可能である火花間隙の寸法を変えることができない。
【０００５】
発明の目的
この発明の一つの目的は改良された点火電極配置を作ることである。別の目的は改良された火花制御及びこの方法で改良された燃焼制御を可能とすることである。更なる目的は可変火花位置を達成することである。
【０００６】
発明の開示
これらの目的は特許請求項１に示された特徴を持つ点火電極配置によりかつ特許請求項１６に示された特徴を持つ方法により達成される。
【０００７】
両方の電極を可動とすることにより、火花間隙の寸法及び／または位置を変えるための可能性が与えられる。更に現在の運転状況の関数として火花間隙の寸法を制御することにより、現在の運転状況に対し最適な点火火花を作ることができ、これが例えば点火時間、燃料／空気混合物の形式、シリンダー内の乱流形状、温度、過給度、圧縮等のような他の燃焼関連パラメーターと組み合わせて、環境、燃料消費、種々の状況での操縦性等に関して利益を達成するために燃焼工程を改良する可能性に関して利益をもたらす。
【０００８】
この発明の更なる利点及び特徴は以下の説明及び特許請求の範囲から明らかになる。
【０００９】
この発明が添付図面に示された例示的実施例により以下により詳細に説明される。
【００１０】
図面の説明
図面において、
図１は本発明による点火電極配置を持つ機関のシリンダーの概略図を示し、
図２−４は図１の実施例の変更例を示し、
図５ａと５ｂは異なる位置の部品を持つ、図４のＶ−Ｖで見た図を示し、
図６は図４の実施例の変更例を示し、
図７は図６からの簡略化された部分図を示し、そして
図８は図７のVIII−VIIIに沿った断面を示す。
【００１１】
例示的実施例の説明
図１は内燃機関のシリンダー１を概略的に示し、その他はより詳細に示されていない。この場合オットー形式の火花点火を持つ。ピストン４はシリンダーヘッド３により頂部を覆われているシリンダーブロック２内で往復運動する。シリンダー１はシリンダー中に導入された燃料混合物を点火するための点火電極配置５を備えている。通例のシリンダー内の入口及び出口弁、並びに他の普通の要素は簡略化と明確化のために省略されているが、もちろん記載された機関の一部を形成する。
【００１２】
点火電極配置５はシリンダーヘッド３内に取り外し可能に固定されており第一電極７を形成する点火手段６と、シリンダーヘッド３上に取り付けられた第二電極８を含む。ピストン４上に配置され、ここでは点火手段６に対して横方向に片寄った立ち上がり部として設計されている第二電極９がまた第二電極８に加えて設けられている。
【００１３】
第一電極７は、点火手段６内に可動的に配置されており、点火手段６に配置された操作装置１０により、二方向矢印１１の方向に、本質的にシリンダーの縦方向に行ったり来たり変位されることができる。第一電極７は従ってシリンダーヘッド３及びピストン４に対して可動であるという事実によって、操作装置１０により火花間隙の寸法を変えることができる。この操作装置はこの目的のために要求に従って、適当な操作パラメーターの関数として火花間隙の寸法をこの方法で変えるために車の点火システムの一部を形成する制御装置１３により適当に制御されることができる。また要求に従って、適当な操作パラメーターの関数として制御装置１３により点火電圧を制御させることもでき、この態様で更なる改良された点火制御を達成することもできる。
【００１４】
第二電極８もまた可動的に取り付けられており操作装置１４により、二方向矢印１５の方向に行ったり来たり変位されることができる。この目的のためそれはシリンダーヘッド内の曲がったガイド１２内をシールされた態様で走行する。操作装置１４は、操作装置１０のように、また有利には点火システムの一部を形成する制御装置１３により制御される。これに関連して、第二電極８は接地電極を形成し、もし適切なら、操作装置１４内のローラー上に取り付けられることができる。
【００１５】
シリンダーヘッド内に取り付けられた第二電極８がまた可動的であるという事実によって、火花が最適効果を持つように、現在の運転状況に適した火花間隙寸法を設定するための改善された可能性が与えられる。
【００１６】
図２に示された実施例において、第一電極７は図１と同じ態様で可動的であり、一方第二電極８はシリンダーヘッド３内に、シリンダーの縦方向に本質的に平行な面内に旋回可能に取り付けられ、この方法で点火手段６に対する火花間隙の寸法を変えることを可能とする。旋回運動は二方向矢印１５による運動を与えるように操作装置１４により制御される。第二電極８とシリンダーヘッド３の間の必要なシールは明確化のためにここでは省略されている。
【００１７】
図３において、第二電極８はシリンダーヘッド３内のガイド１２内を行ったり来たりして軸方向に変位されることができる。二方向矢印１５の方向の変位は操作装置１４により達成される。第一電極７は図１と同じ態様で動くことができる。
【００１８】
図４において、第一電極７は二方向矢印１１の方向に軸方向に変位されることができるのみならず、二方向矢印１６の方向に、本質的に点火手段６の縦方向周りにもまた旋回されることができる。対応する態様で、第二電極８は二方向矢印１５の方向に軸方向に変位されることができるのに加えて二方向矢印１７の方向に旋回することができる。この場合、第一電極７は点火手段６内に可動的に取り付けられたスピンドル７ａの端部から半径方向に突出する腕を構成する。対応する態様で、第二電極８はシリンダーヘッド３内に可動的に取り付けられたスピンドル８ａの端部から半径方向に突出する腕を構成する。二方向矢印１６，１７による第一と第二電極７，８間の相対運動は図５ａにより詳細に見ることができ、そこではそれらの電極は多くの可能な相対位置の一つにある。
【００１９】
図４によれば、第二電極８のスピンドル８ａはシリンダーヘッド３内に回転可能に取り付けられているホルダー１８内に取り付けられており、操作装置１４により、シリンダー１の軸に本質的に平行な軸周りに回転されることができる。図５ａの二方向矢印２０に従ってホルダー１８を回転することにより、第二電極８はまた第一電極７に対して横方向に、例えば図５ａに示された位置から第一電極７により近い図５ｂに示された位置に、動かされることができる。しかし、二方向矢印１６と１７に従った運動もまたなお可能である。
【００２０】
図６に示された実施例において、第二電極８のスピンドル８ａは操作装置１４による二方向矢印１５，１７に従った運動のためにシリンダーヘッド３内に直接取り付けられている。第一電極７は図４と同じ態様で可動であり、従って二方向矢印１１，１６に従って動くことができる。電極７と８の可能な動きは図７と８により詳細に示されている。
【００２１】
上に示された例示的実施例に加えて、要求及び条件により、多数の他の実施例がもちろんこの発明の範囲内で可能である。
【００２２】
もし適切であれば、点火手段６は燃料噴射のための装置と組み合わせることができ、この装置の先端は適当には要求により変位可能／回転可能であるように設計される。もし適切であれば、第二電極８もまた固定または可動態様で配置された燃料噴射装置と組み合わされることができる。
【００２３】
示されたように、本発明はオットー形式の火花点火機関に適用されることができるが、もちろん本発明がその代わりに例えば二行程機関または別の形式の火花点火機関に適用されるのを妨げるものは何もない。
【００２４】
電極の調整能力、即ち本発明により提案された火花間隙の寸法及び／または位置の調整能力は適当な態様で現在の運転状況の関数として、もし適切なら点火電圧の制御と組み合わせて、火花間隙及び火花位置を変えることを可能とする。この方法で、例えば燃料消費、操縦性及び環境面に関して改善が達成されることができるようにシリンダー内の燃焼に有利に影響するための可能性が与えられる。
【００２５】
示された実施例において、第一電極は正であり、第二電極は負であることを意図している。逆の実施例もまたそれにもかかわらず可能である。更に第一と第二電極の両方を点火手段内に配置し、そのとき両方を示された態様で可動とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による点火電極配置を持つ機関のシリンダーの概略図を示す。
【図２】 図１の実施例の変更例を示す。
【図３】 図１の実施例の変更例を示す。
【図４】 図１の実施例の変更例を示す。
【図５】 ａとｂは異なる位置の部品を持つ、図４のＶ−Ｖで見た図を示す。
【図６】 図４の実施例の変更例を示す。
【図７】 図６からの簡略化された部分図を示す。
【図８】 図７のVIII−VIIIに沿った断面を示す。

Claims (15)

1. 内燃機関、例えばオットー機関のシリンダーのための点火電極配置であって、シリンダーヘッド（３）が互いに相互作用する第一電極（７）と第二電極（８）を支持し、少なくとも第一電極（７）がシリンダーヘッドに固定された点火手段（６）上に配置されているものにおいて、第一電極（７）と第二電極（８）の両方が可変火花間隙及び／または可変火花位置を可能とするためにシリンダーヘッドに対して可動的に配置されていること、及び第二電極（８）が点火手段（６）から分離されてシリンダーヘッド内に配置されていることを特徴とする点火電極配置。
2. 第一電極（７）が本質的にシリンダーの縦方向に可動であることを特徴とする請求項１に記載の点火電極配置。
3. 第一電極（７）が本質的にシリンダーの縦方向に直角の面内で可動であることを特徴とする請求項１に記載の点火電極配置。
4. 第一電極（７）がシリンダーの縦方向とシリンダーの縦方向に直角の面内の両方で可動であることを特徴とする請求項１に記載の点火電極配置。
5. 第一電極（７）が操作装置（１０）に連結されており、この操作装置によりそれが動かされることができることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の点火電極配置。
6. 操作装置（１０）が車の点火システムの一部を形成する制御装置（１３）により制御されることを特徴とする請求項５に記載の点火電極配置。
7. 第二電極（８）が細線形状でありかつシリンダーヘッド（３）内に配置されたガイド（１２）内を軸方向に可動であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の点火電極配置。
8. 第二電極（８）がシリンダーヘッド（３）内に旋回可能に取り付けられ、シリンダーの縦方向に本質的に平行な面内で旋回可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の点火電極配置。
9. 第二電極（８）がシリンダーヘッド（３）内に旋回可能に取り付けられ、シリンダーの縦方向に本質的に直角の面内で旋回可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の点火電極配置。
10. 第二電極（８）がシリンダーの縦方向に変位可能であることを特徴とする請求項９に記載の点火電極配置。
11. 第二電極（８）が操作装置（１４）に連結されており、この操作装置によりそれが動かされることができることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の点火電極配置。
12. 操作装置（１４）が車の点火システムの一部を形成する制御装置（１３）により制御されることを特徴とする請求項１１に記載の点火電極配置。
13. 内燃機関、例えばオットー機関の点火火花を発生するための方法であって、点火火花がシリンダーヘッド（３）内に固定された点火手段（６）上の第一電極（７）と第二電極（８）との間で発生されるものにおいて、第一電極（７）と第二電極（８）の一方は点火手段（６）上にかつ他方は点火手段（６）から分離されてシリンダーヘッド内に配置されており、両方の電極（７，８）の位置が火花間隙の寸法を変えるために運転中に変えられることを特徴とする方法。
14. 両方の電極（７，８）の位置が火花間隙の位置を変えるために運転中に変えられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 火花間隙の寸法が車の点火システムの一部を形成する制御装置（１３）からの制御情報に基づいて、現在の運転状況の関数として変えられることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。

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